一种Cronidur30不锈钢零件的热处理方法与流程

　　本发明涉及不锈钢热处理工艺，特别涉及一种cronidur30不锈钢零件的热处理方法。

　　背景技术：

　　cronidur30是一种高氮，高韧性，高强度的马氏体不锈钢，耐腐蚀性能优越，在拥有优良的韧性的同时硬度最高可达60hrc。金相组织细小、均匀使其拥有极高的强度、韧性和抗疲劳性能。拥有优秀的加工性能，热处理后有较高的尺寸稳定性能。此材料是用氮元素部分取代碳元素，使材料的抗腐蚀性能远高于常规轴承钢，抗腐蚀性能100倍于ais440c，轴承寿命4倍于gcr15。不仅如此，cronidur30的抗回火温度高达500℃，由于这些优异的性能cronidur30已经开始应用于航空航天的主轴、轴承和其他机械制造产品中，此材料的轴类产品理想的热处理技术指标是：表面硬度达到58hrc以上，心部硬度hrc40～48，表面硬化层深度在1～2mm之间;表面显微组织为细针状马氏体、少量残余奥氏体和均匀分布的点状碳化物氮化物；心部组织为均匀分布的细粒状珠光体。一般热处理方法很难达到上述指标，目前尚无成型的技术。

　　技术实现要素：

　　本发明目的是：提供一种cronidur30不锈钢零件的热处理方法，使cronidur30材料热处理后表面硬度hrc58～60，心部硬度hrc40～48；表面显微组织为马氏体、少量残余奥氏体和均匀分布的点状碳化物氮化物，心部组织为均匀分布的细粒状珠光体。

　　本发明的技术方案是：

　　一种cronidur30不锈钢零件的热处理方法，包括步骤：

　　s1、准备cronidur30不锈钢材料的零件；

　　s2、奥氏体化：将零件放置到真空炉内进行奥氏体化；

　　s3、第一次深冷处理：将零件放置到深冷箱，以氮气为冷却介质进行第一次深冷处理，深冷处理后出炉；

　　s4、高温回火：将零件放置到电阻炉内高温回火，高温回火后空冷出炉；

　　s5、表面感应处理：采用电磁加热对零件表面感应处理，加热完成后用水基淬火液淬火冷却；

　　s6、第二次深冷处理；将零件放置到深冷箱，以氮气为冷却介质进行第二次深冷处理，深冷处理后出炉；

　　s7、去应力回火：将零件放置在电阻炉内进行低温回火，然后在空冷出炉；

　　s8、最终检验：检验最终零件表面硬度、心部硬度、硬化层深度、残余奥氏体，以及零件的表面和心部显微组织是否符合技术要求。

　　优选的，步骤s2中将零件放置到真空炉内进行奥氏体化的方法为：首先在750～780℃保温60分钟使零件内外温度一致；之后在1030±10℃进行奥氏体化，奥氏体化的时间在30～60分钟之间，升温的同时通入一定氮气使氮分压在100～200mbar之间；达到时间后立即进行油淬，油温90±5℃，最大冷却速度大于75℃/s，油淬后空气冷却出炉。

　　优选的，步骤s3中第一次深冷处理的方法为：在以氮气为冷却介质的深冷箱内进行深冷处理，保温温度-80±5℃，保温时间60～90分钟，深冷处理后出炉。

　　优选的，步骤s4中高温回火的方法为：在电阻炉内进行高温回火，保温温度为580～600℃，保温时间2小时，空冷出炉；二次回火保温温度为580～600℃，保温时间2小时，空冷出炉。

　　优选的，步骤s5中表面感应处理的方法为：电磁加热的功率25～28kw，频率25万赫兹，加热时间2.5～3秒，加热完成后用水基淬火液淬火冷却。

　　优选的，步骤s6中第二次深冷处理的方法为：在以氮气为冷却介质的深冷箱内进行深冷处理，保温温度-80±5℃，保温时间60～90分钟，深冷处理后出炉。

　　优选的，步骤s7中去应力回火的方法为：在电阻炉内进行低温回火，保温温度为160～170℃，保温时间2小时，空冷出炉。

　　优选的，步骤s8中最终检验的内容包括：零件表面硬度hrc58～60，心部硬度hrc40～48；表面显微组织为马氏体、少量残余奥氏体和均匀分布的点状碳化物氮化物，心部组织为均匀分布的细粒状珠光体。

　　本发明的优点是：

　　本发明的cronidur30不锈钢零件的热处理方法，依次包括奥氏体化、一次深冷处理、高温回火、表面感应处理、二次深冷处理、去应力回火和最终检验，热处理后cronidur30不锈钢零件表面硬度hrc58～60，心部硬度hrc40～48，表面显微组织为马氏体、少量残余奥氏体和均匀分布的点状碳化物氮化物，心部组织为均匀分布的细粒状珠光体，满足理想的技术指标，工艺步骤简单高效。

　　具体实施方式

　　本实施例热处理的零件为cronidur30材料的某航空螺栓轴，外径为φ30mm，长度100mm，要求心部硬度42±3hrc，表面硬度≥58hrc，表面硬化层深度1～2mm，表面显微组织为马氏体+残余奥氏体和少量点状碳化物氮化物，心部组织为均匀分布的细粒状珠光体。其热处理步骤如下：

　　s1、准备cronidur30材料的某航空螺栓轴零件；

　　s2、将零件放置到真空炉内进行奥氏体化，首先在760℃保温60分钟使零件内外温度一致；之后在1030℃进行奥氏体化，保温时间45分钟，升温的同时通入一定氮气使氮分压在150mbar之间。达到时间后立即进行油淬，油温90℃，油淬火空冷出炉；

　　s3、第一次深冷处理，在深冷箱内进行深冷处理，保温温度-80℃，保温时间75分钟，冷却介质为氮气，深冷处理后出炉；

　　s4、高温回火，在电阻炉内进行高温回火，保温温度为590℃，保温时间2小时，空冷出炉；二次回火保温温度为590℃，保温时间2小时，空冷出炉；

　　s5、表面感应处理，功率27kw，频率25万赫兹，加热时间3秒，加热完成后立即用水基淬火液淬火冷却；

　　s6、第二次深冷处理，在深冷箱内进行深冷处理，保温温度-80℃，保温时间75分钟，冷却介质为氮气，深冷处理后出炉；

　　s7、去应力回火，在电阻炉内进行低温回火，保温温度为160℃，保温时间2小时，空冷出炉；

　　s8、最终检验：最终零件表面硬度为59.5hrc，心部硬度为42.5hrc，硬化层深度为1.3mm，残余奥氏体5%，材料的表面和心部显微组织符合技术要求。

　　上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

　　技术特征：

　　1.一种cronidur30不锈钢零件的热处理方法，其特征在于，包括步骤：

　　s1、准备cronidur30不锈钢材料的零件；

　　s2、奥氏体化：将零件放置到真空炉内进行奥氏体化；

　　s3、第一次深冷处理：将零件放置到深冷箱，以氮气为冷却介质进行第一次深冷处理，深冷处理后出炉；

　　s4、高温回火：将零件放置到电阻炉内高温回火，高温回火后空冷出炉；

　　s5、表面感应处理：采用电磁加热对零件表面感应处理，加热完成后用水基淬火液淬火冷却；

　　s6、第二次深冷处理；将零件放置到深冷箱，以氮气为冷却介质进行第二次深冷处理，深冷处理后出炉；

　　s7、去应力回火：将零件放置在电阻炉内进行低温回火，然后在空冷出炉；

　　s8、最终检验：检验最终零件表面硬度、心部硬度、硬化层深度、残余奥氏体，以及零件的表面和心部显微组织是否符合技术要求。

　　2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，步骤s2中将零件放置到真空炉内进行奥氏体化的方法为：首先在750～780℃保温60分钟使零件内外温度一致；之后在1030±10℃进行奥氏体化，奥氏体化的时间在30～60分钟之间，升温的同时通入一定氮气使氮分压在100～200mbar之间；达到时间后立即进行油淬，油温90±5℃，最大冷却速度大于75℃/s，油淬后空气冷却出炉。

　　3.根据权利要求2所述的热处理方法，其特征在于，步骤s3中第一次深冷处理的方法为：在以氮气为冷却介质的深冷箱内进行深冷处理，保温温度-80±5℃，保温时间60～90分钟，深冷处理后出炉。

　　4.根据权利要求3所述的热处理方法，其特征在于，步骤s4中高温回火的方法为：在电阻炉内进行高温回火，保温温度为580～600℃，保温时间2小时，空冷出炉；二次回火保温温度为580～600℃，保温时间2小时，空冷出炉。

　　5.根据权利要求4所述的热处理方法，其特征在于，步骤s5中表面感应处理的方法为：电磁加热的功率25～28kw，频率25万赫兹，加热时间2.5～3秒，加热完成后用水基淬火液淬火冷却。

　　6.根据权利要求5所述的热处理方法，其特征在于，步骤s6中第二次深冷处理的方法为：在以氮气为冷却介质的深冷箱内进行深冷处理，保温温度-80±5℃，保温时间60～90分钟，深冷处理后出炉。

　　7.根据权利要求6所述的热处理方法，其特征在于，步骤s7中去应力回火的方法为：在电阻炉内进行低温回火，保温温度为160～170℃，保温时间2小时，空冷出炉。

　　8.根据权利要求7所述的热处理方法，其特征在于，步骤s8中最终检验的内容包括：零件表面硬度hrc58～60，心部硬度hrc40～48；表面显微组织为马氏体、少量残余奥氏体和均匀分布的点状碳化物氮化物，心部组织为均匀分布的细粒状珠光体。技术总结