本發(fā)明涉及雙曲線在熱處理中的應(yīng)用,屬于金屬熱處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一,與其他加工工藝相比,熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分,而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織,或改變工件表面的化學(xué)成分,賦予或改善工件的使用性能,其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量,而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能,除合理選用材料和各種成形工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料,鋼鐵顯微組織復(fù)雜,可以通過熱處理予以控制,所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容;另外,鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能,以獲得不同的使用性能。熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時只有加熱和冷卻兩個過程,這些過程互相銜接,不可間斷。
理想的淬火方法是冷卻速度與C曲線相切,而雙C曲線則是以二曲線的公切線最為理想,像Cr12、Cr12MoV、W18Cr4V等都具有雙C曲線;常規(guī)工藝有:(1)分級淬火,分兩次避開二個C曲線,這種工藝適用于小零件;(2)直接淬火,一次淬入低于下C曲線下線的介質(zhì)中,同時避開二個C曲線,這種工藝用于要求不嚴(yán)的大、中型工件,而對于要求較嚴(yán)(無磨量)的大、中型工件按照前一種方法處理達(dá)不到硬度要求,按照后一種方法處理則很難控制變形。例如:現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的機(jī)匣蓋模具、彈匣模具由于在熱處理中產(chǎn)生變形超差,進(jìn)而經(jīng)常出現(xiàn)報廢,造成一定的經(jīng)濟(jì)損失,也影響產(chǎn)品的質(zhì)量和工期。為此,需要設(shè)計一種新的技術(shù)方案,能夠綜合型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供一種雙曲線在熱處理中的應(yīng)用,解決了產(chǎn)品畸變問題,使得產(chǎn)品(模具、刀具)變形降低到最小程度,滿足實際使用要求。
為解決上述問題,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
雙曲線在熱處理中的應(yīng)用,所述應(yīng)用具體包括以下步驟:
步驟(1):建立水平M(時間)和豎直T(溫度)之間的坐標(biāo)系關(guān)系;
其中,MS—表示冷卻時間;
T—表示冷卻溫度;
步驟(2):在步驟(1)的基礎(chǔ)之上基于雙C曲線之間組織間隙的轉(zhuǎn)變特點建立雙C曲線模型,并且調(diào)節(jié)產(chǎn)品達(dá)到過冷奧氏體后的冷卻溫度;
其中,具體調(diào)節(jié)步驟包括如下:
步驟a:當(dāng)產(chǎn)品加熱達(dá)到奧氏體后,將產(chǎn)品投入到200℃-300℃之間的冷卻劑中進(jìn)行冷卻;
步驟b:在經(jīng)過步驟a處理后立即將產(chǎn)品轉(zhuǎn)至400℃-500℃之間的冷卻劑中冷卻,且保溫一段時間;
步驟c:在經(jīng)過步驟b處理再將產(chǎn)品投入到200℃以下的油溫中冷卻,便可保持產(chǎn)品過冷奧氏體的穩(wěn)定性;
步驟d:將經(jīng)過步驟c處理后的產(chǎn)品取出空冷至室溫,即可保證了產(chǎn)品變形小,硬度強(qiáng)的特點。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),步驟a中所述產(chǎn)品加熱達(dá)到奧氏體后需要在空氣中停留一段時間,然后再將產(chǎn)品投入到200℃-300℃之間的冷卻劑中進(jìn)行冷卻,且所述停留時間為30秒。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),步驟a和步驟b中所述冷卻劑為硝鹽。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),步驟b中所述保溫時間為0.5-1小時之間。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),如過產(chǎn)品因加熱變形較大,在經(jīng)過所述步驟d處理后可對產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的熱校正。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明的實施效果如下:
本發(fā)明所述的雙曲線在熱處理中的應(yīng)用,利用雙C曲線之間間隙的熱穩(wěn)定性和組織變化的特點來達(dá)到對產(chǎn)品的緩慢冷卻的目的,使得產(chǎn)品變形量降低到最小化,解決了實際中產(chǎn)品的畸變問題,降低了產(chǎn)品的后續(xù)加工工序和成本,滿足了實際使用要求。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述的雙曲線在熱處理中的應(yīng)用溫度和時間的直角坐標(biāo)系關(guān)系示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合具體的實施例來說明本發(fā)明的內(nèi)容。
如圖1所示,為本發(fā)明所述的雙曲線在熱處理中的應(yīng)用,所述應(yīng)用具體包括以下步驟:
步驟(1):建立水平M(時間)和豎直T(溫度)之間的坐標(biāo)系關(guān)系;
其中,MS—表示冷卻時間;
T—表示冷卻溫度;
步驟(2):在步驟(1)的基礎(chǔ)之上基于雙C曲線之間組織間隙的轉(zhuǎn)變特點建立雙C曲線模型,并且調(diào)節(jié)產(chǎn)品達(dá)到過冷奧氏體后的冷卻溫度;
其中,具體調(diào)節(jié)步驟包括如下:
步驟a:當(dāng)產(chǎn)品加熱達(dá)到奧氏體后,將產(chǎn)品投入到200℃-300℃之間的冷卻劑中進(jìn)行冷卻;
步驟b:在經(jīng)過步驟a處理后立即將產(chǎn)品轉(zhuǎn)至400℃-500℃之間的冷卻劑中冷卻,且保溫一段時間;
步驟c:在經(jīng)過步驟b處理再將產(chǎn)品投入到200℃以下的油溫中冷卻,便可保持產(chǎn)品過冷奧氏體的穩(wěn)定性;
步驟d:將經(jīng)過步驟c處理后的產(chǎn)品取出空冷至室溫,即可保證了產(chǎn)品變形小,硬度強(qiáng)的特點。
進(jìn)一步地,步驟a中產(chǎn)品加熱達(dá)到奧氏體后需要在空氣中停留一段時間,然后再將產(chǎn)品投入到200℃-300℃之間的冷卻劑中進(jìn)行冷卻,且停留時間為30秒。
進(jìn)一步地,步驟a和步驟b中冷卻劑為硝鹽,步驟b中保溫時間為0.5-1小時之間。
具體地,如過產(chǎn)品因加熱變形較大,在經(jīng)過步驟d處理后可對產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的熱校正。
工作原理:由于產(chǎn)品(模具)設(shè)計人員沒有考慮到產(chǎn)品熱處理過程中會產(chǎn)生熱脹冷縮等因素,進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量;本發(fā)明針對產(chǎn)品熱處理過程中產(chǎn)生的問題,利用雙C曲線之間間隙的熱穩(wěn)定性和組織變化的特點來達(dá)到對產(chǎn)品的緩慢冷卻的目的,使得產(chǎn)品變形量降低到最小化,解決了實際中產(chǎn)品的畸變問題,降低了產(chǎn)品的后續(xù)加工工序和成本,滿足了實際使用要求。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明所作的詳細(xì)說明,不能認(rèn)定本發(fā)明具體實施僅限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。