本发明专利技术公开了一种中碳钢弹条的温成形工艺，包括以下步骤：(1)38Si7棒材下料，所述38Si7棒材下料尺寸为直径Ф13mm；(2)温成形：将步骤(1)中的38Si7棒材加热至一定温度，保温一段时间后进行冲压成型，随后空冷至室温；(3)重新加热：将步骤(2)温成形处理后的38Si7棒材重新加热并保温；(4)水淬：将步骤(3)中保温完毕的38Si7棒材进行水淬，水淬至室温；(5)中温回火：将步骤(4)中水淬后的38Si7棒材加热并保温一段时间后空冷至室温，即得本发明专利技术的中碳钢弹条。基于同一个发明专利技术构思，本发明专利技术还提供了一种中碳钢弹条。采用该温成形工艺时，可使变形抗力达到225MPa以上，有效改善传统工艺下高温变形所带来的压痕问题，延长了弹条服役寿命。延长了弹条服役寿命。延长了弹条服役寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种中碳钢弹条及其温成形工艺
[0001]本专利技术属于金属材料领域，具体涉及一种有效减轻38Si7弹条表面压痕的中碳钢弹条及其温成形工艺。
技术介绍
[0002]弹条扣件作为连接钢轨和轨枕的部件之一，其对高速列车运行的安全性及可靠性保证起着至关重要的作用。弹条扣件的工作环境恶劣，同时面临的应力形式也复杂多变。
[0003]为了保证弹条扣件进行长期服役，不仅要求其具有良好的综合力学性能，而且对其表面缺陷的检验也十分严格，尤其弹条的圆弧位置不允许存在明显压痕，否则将对扣件的服役寿命产生影响。因此在保证38Si7弹条扣件具有合格性能指标的同时，要尽可能改善其表面质量，这也是当前国内外改善38Si7服役性能的重要研究方向。在中国专利申请号为2020109603160的专利申请《一种兼具控制表面脱碳和力学性能的弹簧钢38Si7的热处理工艺》中，其给出了针对直径为Ф13mm的38Si7弹簧钢棒材的热处理工艺，但其工艺中未涉及成型过程，因此针对控制38Si7弹条的表面压痕问题无指导意义。在中国专利申请号为2021113507724的专利申请《一种控制38Si7弹条残余铁素体的成型工艺》中，其给出了针对直径为Ф13mm的38Si7弹簧钢棒材的感应加热成型热处理工艺，但该专利中采用高温变形，因此在38Si7弹条中仍存在表面压痕问题，导致疲劳寿命不稳定。
[0004]因此，现有技术的技术问题亟待解决。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的旨在针对现有技术的不足，提供一种中碳钢弹条及其温成形工艺。本专利技术提供的一种中碳钢弹条的温成形工艺，采用该温成形工艺时，可使变形抗力达到225MPa以上，有效改善传统工艺下高温变形所带来的压痕问题，提升表面质量，延长弹条服役寿命。同时，采用该工艺也能获得细小的回火屈氏体组织，保证回火后仍具有良好的综合力学性能。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种中碳钢弹条的温成形工艺，包括以下步骤：
[0008](1)38Si7棒材下料，所述38Si7棒材下料尺寸为直径Ф13mm；
[0009](2)温成形：将步骤(1)中的38Si7棒材加热至一定温度，保温一段时间后进行冲压成型，随后空冷至室温；
[0010](3)重新加热：将步骤(2)温成形处理后的38Si7棒材重新加热并保温；
[0011](4)水淬：将步骤(3)中保温完毕的38Si7棒材进行水淬，水淬至室温；
[0012](5)中温回火：将步骤(4)中水淬后的38Si7棒材加热并保温一段时间后空冷至室温，即得本专利技术的中碳钢弹条。
[0013]如上所述的一种中碳钢弹条的温成形工艺，所述步骤(2)中的温成形条件为将38Si7棒材加热至800～810℃，保温20～30min后进行冲压成型，随后空冷至室温。采用合适
的温成形温度800～810℃是为了获得较高的变形抗力及均匀的原始组织，若温成形温度过低，低于800℃，由于处于两相区变形，其组织存在部分球化且组织不均匀的问题，同时会增加热处理时奥氏体化难度，保留大量铁素体组织，造成回火组织中仍存在大量残余铁素体；而温成形温度过高，高于810℃则变形抗力较低，不能有效控制表面压痕，导致弹条疲劳寿命不稳定。另外，保温时间过短，短于20min，则会造成组织均匀化程度下降，不利于获得目标组织和性能，保温时间过长，长于30min则会增加成本。最优选的，所述步骤(2)中的温成形条件为将38Si7棒材加热至800℃，保温20min后进行冲压成型，随后空冷至室温。
[0014]如上所述的一种中碳钢弹条的温成形工艺，所述步骤(3)中的重新加热温度为将38Si7棒材加热至880℃～900℃。奥氏体化温度的选择对最终回火组织的影响至关重要，若奥氏体化温度过低，低于880℃，则会由于未充分奥氏体化而保留部分铁素体组织，不利于获得目标组织和性能；若奥氏体化温度过高，高于900℃，则会导致奥氏体晶粒长大粗化，从而降低综合力学性能。
[0015]如上所述的一种中碳钢弹条的温成形工艺，所述步骤(3)中的保温时间为30～40min。若奥氏体化时间过短，短于30min，则会导致其奥氏体化过程进行不充分，奥氏体化时间过长，长于40min，则会使得奥氏体晶粒长大粗化，增加生产成本，因此两者均不利于获得目标组织和性能。
[0016]如上所述的一种中碳钢弹条的温成形工艺，所述步骤(5)中的中温回火的温度为410℃～430℃。回火温度的选择主要影响力学性能指标，采用中温回火可以获得良好的塑性。若回火温度过低，低于410℃，则会导致38Si7弹簧钢塑性较差，且硬度过高；若回火温度过高，高于430℃，则会导致38Si7弹簧钢强度降低，且硬度过低。
[0017]如上所述的一种中碳钢弹条的温成形工艺，所述步骤(5)中的中温回火的保温时间为60～90min。若回火时间过短，短于60min，则会导致硬度过高；若回火时间过长，长于90min，则会导致硬度过低，同时也不利于节约成本。
[0018]如上所述的一种中碳钢弹条的温成形工艺，所述步骤(3)中的重新加热温度为将38Si7棒材加热至880℃或者900℃。
[0019]如上所述的一种中碳钢弹条的温成形工艺，所述步骤(5)中的中温回火的温度为410℃或者430℃。
[0020]基于同一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种中碳钢弹条，根据如上所述的温成形工艺制备而成，所述中碳钢弹条的温成形变形抗力达到225MPa以上，抗拉强度Rm为1350～1450MPa，屈服强度Rp0.2为1200～1300MPa，伸长率δ为10～13％，硬度为39～41HRC。更优选的，所述中碳钢弹条的温成形变形抗力达到227MPa，抗拉强度Rm为1374～1433MPa，屈服强度Rp0.2为1225～1273MPa，伸长率δ为10.4～12.5％，硬度为39.7～40.7HRC。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本专利技术采用该热处理工艺可使温成形变形抗力达到225MPa以上，能够有效减轻38Si7弹条的表面压痕，同时兼具良好的综合力学性能，其抗拉强度Rm为1350～1450MPa，屈服强度Rp0.2为1200～1300MPa，伸长率δ为10～13％，硬度为39～41HRC。
[0023]2、与中国专利申请号为2020109603160以及中国专利申请号为2021113507724的技术相比，本专利技术采用一种改变传统工艺下高温变形的热处理工艺，通过温成形工艺有效控制弹条表面压痕问题，并兼具良好的综合力学性能。
附图说明
[0024]图1为本专利技术提供的一种中碳钢弹条的温成形工艺示意图；
[0025]图2为高温变形后38Si7弹条表面压痕图；
[0026]图3为实施例1
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3及对比例1
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5热处理后的显微组织图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种中碳钢弹条的温成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)38Si7棒材下料，所述38Si7棒材下料尺寸为直径Ф13mm；(2)温成形：将步骤(1)中的38Si7棒材加热至一定温度，保温一段时间后进行冲压成型，随后空冷至室温；(3)重新加热：将步骤(2)温成形处理后的38Si7棒材重新加热并保温；(4)水淬：将步骤(3)中保温完毕的38Si7棒材进行水淬，水淬至室温；(5)中温回火：将步骤(4)中水淬后的38Si7棒材加热并保温一段时间后空冷至室温，即得本发明的中碳钢弹条。2.根据权利要求1所述的一种中碳钢弹条的温成形工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的温成形条件为将38Si7棒材加热至800～810℃，保温20～30min后进行冲压成型，随后空冷至室温。3.根据权利要求1所述的一种中碳钢弹条的温成形工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的重新加热温度为将38Si7棒材加热至880℃～900℃。4.根据权利要求1所述的一种中碳钢弹条的温成形工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的保温时间为30～40min。5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁小明，庄欠玉，宋晓辉，王强，
申请(专利权)人：航材国创青岛高铁材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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