一种履带板用高强钢热处理方法技术

本发明专利技术提出一种履带板用高强钢热处理方法，包括模锻成型、预先热处理和二次热处理。通过锻造成形方法获得毛坯，经过预先热处理细化组织晶粒，消除锻造后的组织缺陷，降低硬度，再经二次热处理获得整体更高强度、更高韧性以及更好的延伸率。经过本方法热处理后的高强钢21C材料履带板性能与传统材料42CrMo履带板热处理后的性能相比优越性在于，21C履带材料在抗拉强度1500MPa以上，屈服强度达到1508MPa时，其低温冲击韧性AKV2(

【技术实现步骤摘要】
一种履带板用高强钢热处理方法


[0001]本专利技术属于特种车辆履带零件热处理
，具体涉及一种履带板用高强钢21C热处理方法。

技术介绍

[0002]履带板是特种车辆履带的重要部件，对车辆整体性能的发挥起着举足轻重的作用。特种车辆履带的服役工况复杂多变，在不同路况中高速行进时，履带会受到极高的冲击能量，形成高载荷冲击磨损；当履带与地面产生相对滑动时，履带与介质形成摩擦磨损工况，因此产生高应力状态的摩擦磨损；另外，当履带服役环境为弱酸性、弱碱性，或是含大量Cl
‑
离子的海水介质中时，腐蚀介质更会加剧履带材料的磨损和失效，从而降低履带整体的使用寿命。
[0003]目前履带板材料多采用42CrMo和Mn13，热处理制度为锻后正火，然后进行淬火+回火，由于其强度较低，耐磨性较差，使得履带的整体寿命止步于3000Km。出于结构刚度和耐磨性设计考虑，新一代耐磨履带板的寿命要求为4500Km，履带板材料强度选取在1500MPa级别。因此，具有良好应用前景的新型高强钢材料21C及其热处理工艺成为重点研究对象，以期能够为实现履带整体寿命的提升提供有力支持。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本专利技术提出一种履带板用高强钢热处理方法，以解决如何提高履带板综合机械性能，提升履带使用寿命的技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种履带板用高强钢热处理方法，按质量百分数，高强钢材料为21C高强钢，化学成分包括：C0.20～0.22、Si1.70～1.80、Mn≤0.35、Cr0.90～1.10、Ni2.70～3.00，余量为Fe；热处理方法包括如下步骤：
[0008]S1.模锻成型：对坯料进行加热，对加热的坯料进行预锻和终锻，得到初成型履带板产品；
[0009]S2.预先热处理：对初成型履带板产品进行预先热处理，包括正火处理和第一次回火处理；
[0010]S3.二次热处理：对预先热处理后的履带板产品进行二次热处理，包括淬火处理和第二次回火处理。
[0011]进一步地，步骤S1中，采用中频感应加热方式对坯料进行加热；使用电液锤对加热的坯料进行预锻和终锻。
[0012]进一步地，步骤S1中，将加热的坯料放在锻模中拍扁，将拍扁后的坯料放入预锻模膛进行预成型，将预锻后的坯料放入终锻模膛进行终锻；其中，始锻温度为1150～1120℃，终锻温度不低于900℃；对终锻后的履带板进行切边处理，切边温度不低于800℃，切边后回
锻模进行校正，得到初成型履带板产品。
[0013]进一步地，步骤S2中，正火工艺为：将履带板放入热处理炉内，加热至900～920℃并保温150～180min，出炉空冷；第一次回火工艺为：将正火后冷却至200～300℃的履带板放入热处理炉内，加热至660～700℃并保温6～8h，出炉空冷。
[0014]进一步地，经过步骤S2处理后的履带板产品硬度值HB≤285。
[0015]进一步地，步骤S2中，淬火工艺为：将履带板放入热处理炉内，加热至870～890℃并保温70～90min，出炉油冷，油温为40～80℃；第二次回火工艺为：将淬火后冷却的履带板放入井式炉内，加热至260～300℃并保温120～150min，出炉空冷。
[0016](三)有益效果
[0017]本专利技术提出一种履带板用高强钢热处理方法，包括模锻成型、预先热处理和二次热处理。通过锻造成形方法获得毛坯，经过预先热处理细化组织晶粒，消除锻造后的组织缺陷，降低硬度，再经二次热处理获得整体更高强度、更高韧性以及更好的延伸率。
[0018]经过本方法热处理后的高强钢21C材料履带板性能与传统材料42CrMo履带板热处理后的性能相比优越性在于，21C履带材料在抗拉强度1500MPa以上，屈服强度达到1508MPa时，其低温冲击韧性AKV2(
‑
40℃)为54J，较42CrMo提高18％，延伸率达到12％，较42CrMo提高10％以上。经热处理后的21C履带材料强度和韧性两项指标较传统42CrMo具有明显提升。采用本方法生产的履带板综合机械性能提高，能够有效提升履带寿命，应用前景良好。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例的履带板结构示意图：(a)主视图，(b)侧视图，(c)俯视图；
[0020]图2为本专利技术实施例中的正火处理工艺；
[0021]图3为本专利技术实施例中的第一次回火工艺；
[0022]图4为本专利技术实施例中的淬火处理工艺；
[0023]图5为本专利技术实施例中的第二次回火工艺。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0025]本实施例提出一种履带板用高强钢21C热处理方法，21C高强钢材料强度级别为1500MPa，化学成分(按质量百分数)包括：C0.20～0.22、Si1.70～1.80、Mn≤0.35、Cr0.90～1.10、Ni2.70～3.00，余量为Fe。21C高强钢材料的合金元素含量高，通过合金优化后的晶粒更细小，淬透性好，热处理后具有高强高韧性的综合效果，能够作为新一代耐磨履带板材料。热处理方法具体包括如下步骤：
[0026]S1.模锻成型
[0027]采用中频感应加热方式对坯料进行加热；使用5吨电液锤对加热的坯料进行预锻和终锻，包括将加热的坯料放在锻模右下角进行拍扁，然后将拍扁后的坯料放入预锻模膛进行预成型，最后将预锻后的坯料放入终锻模膛进行终锻，其中始锻温度(加热时允许的最高加热温度)为1150～1120℃，终锻温度不低于900℃；利用600吨切边压力机对终锻后的履带板进行切边处理，切边温度不低于800℃，切边后回锻模进行校正，得到初成型履带板产
品，结构如图1所示。
[0028]S2.预先热处理
[0029]对初成型履带板产品进行预先热处理，包括正火处理和第一次回火处理。如图2所示，正火工艺为：将履带板垂直立放于履带板专用料筐中并放入天然气热处理炉内，加热至900～920℃并保温150～180min，出炉空冷。经过高温正火，能够细化履带板晶粒，消除锻造内应力。如图3所示，第一次回火工艺为：将正火后冷却至200～300℃的履带板放入天然气热处理炉内，加热至660～700℃并保温6～8h，出炉空冷。通过第一次回火工艺能够消除正火后非平衡组织产生的内应力，提高材料性能，同时降低硬度，便于后续机加，此时履带板产品的硬度值HB≤285。
[0030]S3.二次热处理
[0031]对预先热处理后的履带板产品进行二次热处理，包括淬火处理和第二次回火处理。如图4所示，淬火工艺为：将履带板垂直立放于履带板专用料筐中并放入天然气热处理炉内，加热至870～890℃并保温70～90min，出炉油冷，油温为40～80℃。通过垂直立放入油冷却能够减少淬火变形。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种履带板用高强钢热处理方法，其特征在于，按质量百分数，高强钢材料为21C高强钢，化学成分包括：C 0.20～0.22、Si 1.70～1.80、Mn≤0.35、Cr 0.90～1.10、Ni 2.70～3.00，余量为Fe；所述热处理方法包括如下步骤：S1.模锻成型：对坯料进行加热，对加热的坯料进行预锻和终锻，得到初成型履带板产品；S2.预先热处理：对初成型履带板产品进行预先热处理，包括正火处理和第一次回火处理；S3.二次热处理：对预先热处理后的履带板产品进行二次热处理，包括淬火处理和第二次回火处理。2.如权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，步骤S1中，采用中频感应加热方式对坯料进行加热；使用电液锤对加热的坯料进行预锻和终锻。3.如权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，步骤S1中，将加热的坯料放在锻模中拍扁，将拍扁后的坯料放入预锻模膛进行预成型，将预锻后的坯料放入终锻模膛进行终锻；其中，始锻...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵慧，陈利华，王延龙，邬晓颖，李永梅，王思涛，孔晓华，王攀利，刘勇涛，
申请(专利权)人：北京北方车辆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：