一種Cronidur30不銹鋼零件的熱處理方法及步驟

　　本發明涉及不銹鋼熱處理工藝，特別涉及一種cronidur30不銹鋼零件的熱處理方法。

　　背景技術：

　　cronidur30是一種高氮，高韌性，高強度的馬氏體不銹鋼，耐腐蝕性能優越，在擁有優良的韌性的同時硬度最高可達60hrc。金相組織細小、均勻使其擁有極高的強度、韌性和抗疲勞性能。擁有優秀的加工性能，熱處理后有較高的尺寸穩定性能。此材料是用氮元素部分取代碳元素，使材料的抗腐蝕性能遠高于常規軸承鋼，抗腐蝕性能100倍于ais440c，軸承壽命4倍于gcr15。不僅如此，cronidur30的抗回火溫度高達500℃，由于這些優異的性能cronidur30已經開始應用于航空航天的主軸、軸承和其他機械制造產品中，此材料的軸類產品理想的熱處理技術指標是：表面硬度達到58hrc以上，心部硬度hrc40～48，表面硬化層深度在1～2mm之間;表面顯微組織為細針狀馬氏體、少量殘余奧氏體和均勻分布的點狀碳化物氮化物；心部組織為均勻分布的細粒狀珠光體。一般熱處理方法很難達到上述指標，目前尚無成型的技術。

　　技術實現要素：

　　本發明目的是：提供一種cronidur30不銹鋼零件的熱處理方法，使cronidur30材料熱處理后表面硬度hrc58～60，心部硬度hrc40～48；表面顯微組織為馬氏體、少量殘余奧氏體和均勻分布的點狀碳化物氮化物，心部組織為均勻分布的細粒狀珠光體。

　　本發明的技術方案是：

　　一種cronidur30不銹鋼零件的熱處理方法，包括步驟：

　　s1、準備cronidur30不銹鋼材料的零件；

　　s2、奧氏體化：將零件放置到真空爐內進行奧氏體化；

　　s3、第一次深冷處理：將零件放置到深冷箱，以氮氣為冷卻介質進行第一次深冷處理，深冷處理后出爐；

　　s4、高溫回火：將零件放置到電阻爐內高溫回火，高溫回火后空冷出爐；

　　s5、表面感應處理：采用電磁加熱對零件表面感應處理，加熱完成后用水基淬火液淬火冷卻；

　　s6、第二次深冷處理；將零件放置到深冷箱，以氮氣為冷卻介質進行第二次深冷處理，深冷處理后出爐；

　　s7、去應力回火：將零件放置在電阻爐內進行低溫回火，然后在空冷出爐；

　　s8、最終檢驗：檢驗最終零件表面硬度、心部硬度、硬化層深度、殘余奧氏體，以及零件的表面和心部顯微組織是否符合技術要求。

　　優選的，步驟s2中將零件放置到真空爐內進行奧氏體化的方法為：首先在750～780℃保溫60分鐘使零件內外溫度一致；之后在1030±10℃進行奧氏體化，奧氏體化的時間在30～60分鐘之間，升溫的同時通入一定氮氣使氮分壓在100～200mbar之間；達到時間后立即進行油淬，油溫90±5℃，最大冷卻速度大于75℃/s，油淬后空氣冷卻出爐。

　　優選的，步驟s3中第一次深冷處理的方法為：在以氮氣為冷卻介質的深冷箱內進行深冷處理，保溫溫度-80±5℃，保溫時間60～90分鐘，深冷處理后出爐。

　　優選的，步驟s4中高溫回火的方法為：在電阻爐內進行高溫回火，保溫溫度為580～600℃，保溫時間2小時，空冷出爐；二次回火保溫溫度為580～600℃，保溫時間2小時，空冷出爐。

　　優選的，步驟s5中表面感應處理的方法為：電磁加熱的功率25～28kw，頻率25萬赫茲，加熱時間2.5～3秒，加熱完成后用水基淬火液淬火冷卻。

　　優選的，步驟s6中第二次深冷處理的方法為：在以氮氣為冷卻介質的深冷箱內進行深冷處理，保溫溫度-80±5℃，保溫時間60～90分鐘，深冷處理后出爐。

　　優選的，步驟s7中去應力回火的方法為：在電阻爐內進行低溫回火，保溫溫度為160～170℃，保溫時間2小時，空冷出爐。

　　優選的，步驟s8中最終檢驗的內容包括：零件表面硬度hrc58～60，心部硬度hrc40～48；表面顯微組織為馬氏體、少量殘余奧氏體和均勻分布的點狀碳化物氮化物，心部組織為均勻分布的細粒狀珠光體。

　　本發明的優點是：

　　本發明的cronidur30不銹鋼零件的熱處理方法，依次包括奧氏體化、一次深冷處理、高溫回火、表面感應處理、二次深冷處理、去應力回火和最終檢驗，熱處理后cronidur30不銹鋼零件表面硬度hrc58～60，心部硬度hrc40～48，表面顯微組織為馬氏體、少量殘余奧氏體和均勻分布的點狀碳化物氮化物，心部組織為均勻分布的細粒狀珠光體，滿足理想的技術指標，工藝步驟簡單高效。

　　具體實施方式

　　本實施例熱處理的零件為cronidur30材料的某航空螺栓軸，外徑為φ30mm，長度100mm，要求心部硬度42±3hrc，表面硬度≥58hrc，表面硬化層深度1～2mm，表面顯微組織為馬氏體+殘余奧氏體和少量點狀碳化物氮化物，心部組織為均勻分布的細粒狀珠光體。其熱處理步驟如下：

　　s1、準備cronidur30材料的某航空螺栓軸零件；

　　s2、將零件放置到真空爐內進行奧氏體化，首先在760℃保溫60分鐘使零件內外溫度一致；之后在1030℃進行奧氏體化，保溫時間45分鐘，升溫的同時通入一定氮氣使氮分壓在150mbar之間。達到時間后立即進行油淬，油溫90℃，油淬火空冷出爐；

　　s3、第一次深冷處理，在深冷箱內進行深冷處理，保溫溫度-80℃，保溫時間75分鐘，冷卻介質為氮氣，深冷處理后出爐；

　　s4、高溫回火，在電阻爐內進行高溫回火，保溫溫度為590℃，保溫時間2小時，空冷出爐；二次回火保溫溫度為590℃，保溫時間2小時，空冷出爐；

　　s5、表面感應處理，功率27kw，頻率25萬赫茲，加熱時間3秒，加熱完成后立即用水基淬火液淬火冷卻；

　　s6、第二次深冷處理，在深冷箱內進行深冷處理，保溫溫度-80℃，保溫時間75分鐘，冷卻介質為氮氣，深冷處理后出爐；

　　s7、去應力回火，在電阻爐內進行低溫回火，保溫溫度為160℃，保溫時間2小時，空冷出爐；

　　s8、最終檢驗：最終零件表面硬度為59.5hrc，心部硬度為42.5hrc，硬化層深度為1.3mm，殘余奧氏體5%，材料的表面和心部顯微組織符合技術要求。

　　上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明主要技術方案的精神實質所做的修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。

　　技術特征：

　　1.一種cronidur30不銹鋼零件的熱處理方法，其特征在于，包括步驟：

　　s1、準備cronidur30不銹鋼材料的零件；

　　s2、奧氏體化：將零件放置到真空爐內進行奧氏體化；

　　s3、第一次深冷處理：將零件放置到深冷箱，以氮氣為冷卻介質進行第一次深冷處理，深冷處理后出爐；

　　s4、高溫回火：將零件放置到電阻爐內高溫回火，高溫回火后空冷出爐；

　　s5、表面感應處理：采用電磁加熱對零件表面感應處理，加熱完成后用水基淬火液淬火冷卻；

　　s6、第二次深冷處理；將零件放置到深冷箱，以氮氣為冷卻介質進行第二次深冷處理，深冷處理后出爐；

　　s7、去應力回火：將零件放置在電阻爐內進行低溫回火，然后在空冷出爐；

　　s8、最終檢驗：檢驗最終零件表面硬度、心部硬度、硬化層深度、殘余奧氏體，以及零件的表面和心部顯微組織是否符合技術要求。

　　2.根據權利要求1所述的熱處理方法，其特征在于，步驟s2中將零件放置到真空爐內進行奧氏體化的方法為：首先在750～780℃保溫60分鐘使零件內外溫度一致；之后在1030±10℃進行奧氏體化，奧氏體化的時間在30～60分鐘之間，升溫的同時通入一定氮氣使氮分壓在100～200mbar之間；達到時間后立即進行油淬，油溫90±5℃，最大冷卻速度大于75℃/s，油淬后空氣冷卻出爐。

　　3.根據權利要求2所述的熱處理方法，其特征在于，步驟s3中第一次深冷處理的方法為：在以氮氣為冷卻介質的深冷箱內進行深冷處理，保溫溫度-80±5℃，保溫時間60～90分鐘，深冷處理后出爐。

　　4.根據權利要求3所述的熱處理方法，其特征在于，步驟s4中高溫回火的方法為：在電阻爐內進行高溫回火，保溫溫度為580～600℃，保溫時間2小時，空冷出爐；二次回火保溫溫度為580～600℃，保溫時間2小時，空冷出爐。

　　5.根據權利要求4所述的熱處理方法，其特征在于，步驟s5中表面感應處理的方法為：電磁加熱的功率25～28kw，頻率25萬赫茲，加熱時間2.5～3秒，加熱完成后用水基淬火液淬火冷卻。

　　6.根據權利要求5所述的熱處理方法，其特征在于，步驟s6中第二次深冷處理的方法為：在以氮氣為冷卻介質的深冷箱內進行深冷處理，保溫溫度-80±5℃，保溫時間60～90分鐘，深冷處理后出爐。

　　7.根據權利要求6所述的熱處理方法，其特征在于，步驟s7中去應力回火的方法為：在電阻爐內進行低溫回火，保溫溫度為160～170℃，保溫時間2小時，空冷出爐。

　　8.根據權利要求7所述的熱處理方法，其特征在于，步驟s8中最終檢驗的內容包括：零件表面硬度hrc58～60，心部硬度hrc40～48；表面顯微組織為馬氏體、少量殘余奧氏體和均勻分布的點狀碳化物氮化物，心部組織為均勻分布的細粒狀珠光體。

　　技術總結

　　本發明公開了一種Cronidur 30不銹鋼零件的熱處理方法，包括：將零件放置到真空爐內進行奧氏體化；將零件放置到深冷箱，以氮氣為冷卻介質進行第一次深冷處理，深冷處理后出爐；將零件放置到電阻爐內高溫回火，高溫回火后空冷出爐；采用電磁加熱對零件表面感應處理，加熱完成后用水基淬火液淬火冷卻；將零件放置到深冷箱，以氮氣為冷卻介質進行第二次深冷處理，深冷處理后出爐；將零件放置在電阻爐內進行低溫回火，然后在空冷出爐；檢驗最終零件表面硬度HRC58～60，心部硬度HRC40～48，表面顯微組織為馬氏體、少量殘余奧氏體和均勻分布的點狀碳化物氮化物，心部組織為均勻分布的細粒狀珠光體，滿足理想的技術指標，工藝步驟簡單高效。

　　技術研發人員：楊偉民;范百奧;鄒玲紅

　　受保護的技術使用者：蘇州軸承廠股份有限公司

　　技術研發日：2019.12.10

　　技術公布日：2020.07.28