一种含硼表面变质层钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含硼表面变质层钢的制备方法，包括如下步骤：取原料，对原料进行

【技术实现步骤摘要】
一种含硼表面变质层钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及热处理
，具体涉及一种含硼表面变质层钢及其制备方法
。

技术介绍

[0002]表面变质层钢是一种材料为钢材的精密型工件，如齿轮等，一般使用在高温高载的工作环境中，具有很高的经济学价值
。
在表面变质层钢的生产过程中，需要对表面变质层钢进行热处理，以提高其硬度
、
韧性等物理性能，以提高其使用寿命
。
[0003]传统的表面变质层钢在制备时，为了提高其硬度，会添加
C、Cr、Nb、Mo
等元素，
C
元素是为了便于与
Cr、Mo
等元素形成碳化物在晶粒内或晶界析出起到强化硬化的效果，且有利于形成表面渗碳层提高高温性能以及摩擦磨损性能
。
但在对工件进行制备时，
M
23
C6容易在材料内部粗化，导致晶粒和马氏体板条粗化，后续热处理时容易开裂
。
[0004]同时在后续热处理的过程中，由于与
W、Nb
元素结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含硼表面变质层钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取原料，对所述原料进行
VIM 真空熔炼处理，并在融化期加入
Cr、 Ni、 Mo、 Co、 Nb、 V 、W
以及
B
元素，得到熔融态钢；将所述熔融态钢浇筑至电极锭模内进行定型处理，出炉后得到成型钢锭，对所述钢锭进行退火处理，退火后进行真空自耗重熔处理，得到真空自耗钢锭；其中
B
和
W
元素相互配合，抑制
M
23
C6粗化，加强马氏体稳定，提高位错攀移所需的 Orowan 应力，细化晶粒和马氏体板条；将所述真空自耗钢锭进行退火处理，退火后进行高温均质化处理，并进行镦拔锻造，退火后得到含硼钢
。2.
根据权利要求1所述的一种含硼表面变质层钢的制备方法，其特征在于，对所述含硼钢进行热处理，包括如下步骤：对所述含硼钢进行预氧化处理，使具有致密氧化膜的所述含硼钢表面继续形成
Fe
的氧化物，以使致密氧化膜疏松多孔；对具有疏松多孔氧化膜的所述含硼钢进行渗碳处理，在工件表面形成深度范围为
1.4mm~2.5mm
的硬化层，所述
B
元素抑制
Nb
碳化物的长大，抑制
Laves
相的形成；对淬火后的工件依次进行加热淬火处理
、
深冷处理与中温回火，得到中间件，其中，所述中温回火的温度为
460℃~540℃
，保温时间为
1h~4h
；对所述中间件进行渗氮处理，将所述硬化层中的残余奥氏体转变为稳定的马氏体，以制得含硼表面变质层钢
。3.
根据权利要求2所述的一种含硼表面变质层钢的制备方法，其特征在于，所述渗碳处理为真空渗碳或气体渗碳；其中，所述气体渗碳的具体条件为：温度范围为
930℃~980℃
，保温时间为
20h~50h
，碳势控制范围为
1.0%~1.3%
；所述真空渗碳处理的具体条件为：温度范围为
930℃~980℃
，保温时间为
10h~40h
，强渗阶段
、
扩散阶段依次重复进行，所述阶段和扩散阶段的时间比为
1:2~1:3
；碳势控制范围为
1.0%~1.3%。4.
根据权利要求2所述的一种含硼表面变质层钢的制备方法，其特征在于，所述预氧化处理的温度范围是
800℃~950℃。5.
根据权利要求3所述的一种含硼表面变质层钢的制备方法，其特征在于，所述加热淬火包括如下步骤：在真空炉中，将缓冷后的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶，袁福平，武晓雷，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：