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    一種高強度中合金滲碳鋼的加工方法技術

    技術編號:44398851 閱讀:3 留言:0更新日期:2025-02-25 10:12
    本發明專利技術涉及金屬加工領域,公開了一種高強度中合金滲碳鋼的加工方法,包括:零件組裝、焊接形成產品:將所有構成產品的零件通過對應坡口接觸對齊,使所有待焊接零件組裝形成產品雛形;在焊前對整個擺放組裝的待焊接零件進行整體預熱處理,預熱溫度為200℃?250℃;在所有待焊接件的溫度達到后,開始逐一對擺放接觸的兩個待焊接零件的坡口接觸邊緣進行焊接,使兩個零件的母材材料之間形成一定寬度的焊縫;在焊接過程中持續對整個產品的所有待焊接零件進行加熱補火,保證其在焊接過程中溫度始終保持在200℃?250℃;產品整體去氫;產品整體去應力退火;產品整體調質。本方案有效提高了焊接產品的整體性能,使焊縫和零件母材的性能同質化得到有效提升。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術涉及金屬加工領域,具體涉及一種高強度中合金滲碳鋼的加工方法


    技術介紹

    1、18cr2ni4w屬于高強度中合金滲碳鋼,由于具有較好的強度、韌性和耐磨性,廣泛應用于高強度零件的制造,如直升機軸頸、齒輪,航空發動機的渦輪軸、壓氣機軸等。但材料本身焊接性較差,由于18cr2ni4w在滲碳淬火后表面達到高碳狀態,因此焊接后容易造成脆性增大,有時甚至在焊接后會自行斷裂,因此,目前對于18cr2ni4w材料的產品都不能采取焊接方式,只能采用鑄造、鍛造等方式。


    技術實現思路

    1、本專利技術意在提供高強度中合金滲碳鋼的加工方法,以解決現有加工工藝無法完成對18cr2ni4w材料進行焊接的問題。

    2、為解決以上問題,本專利技術采用如下技術方案:

    3、一種高強度中合金滲碳鋼的加工方法,包括以下步驟:

    4、步驟一,零件組裝、焊接形成產品:將所有構成產品的零件通過對應坡口接觸對齊,使所有待焊接零件組裝形成產品雛形;在焊前對整個擺放組裝的待焊接零件進行整體預熱處理,預熱溫度為200℃-250℃;在所有待焊接件的溫度達到后,開始逐一對擺放接觸的兩個待焊接零件的坡口接觸邊緣進行焊接,使兩個零件的母材材料之間形成一定寬度的焊縫;在焊接過程中持續對整個產品的所有待焊接零件進行加熱補火,保證其在焊接過程中溫度始終保持在200℃-250℃;

    5、步驟二,產品整體去氫;

    6、步驟三,產品整體去應力退火;

    7、步驟四,產品整體調質;

    <p>8、步驟五,產品整體噴砂。

    9、進一步,步驟二中,將焊接完成后的產品整體,加熱到250℃-300℃,并保溫2h進行去氫處理。

    10、進一步,步驟三中,對去氫后的產品整體進行去應力退火,當爐溫達到300℃時,將產品裝爐,以70-90℃/h的速度進行升溫,升溫至500±20℃后進行保溫,保溫時間5-7h后,以70-100℃/h的速度隨爐冷卻,冷卻至280-300℃時,出爐空冷。

    11、進一步,步驟四中,對去應力后的產品整體進行調質,當爐溫達到300℃時,將產品裝爐,在5-9小時內升溫至830±20℃后進行保溫,保溫時間5-9h后出爐在油中冷卻至50-100℃;然后在3-5h小時內升溫至520±20℃后進行保溫,保溫時間5-12h后出爐在空氣中冷卻至室溫;使調質后的產品性能要求達到:抗拉強度rm≥1050mpa,屈服強度rel≥835mpa,延伸率a≥10%,沖擊韌性akv≥78j。

    12、進一步,步驟五中,用手握噴槍對產品整體進行噴丸,噴嘴距工件表面距離200±30mm,噴槍均勻平穩移動,去掉產品表面銹皮和雜物。

    13、進一步,還包括以下步驟:

    14、步驟六,產品整體探傷:對產品表面的各個焊縫進行超聲波探傷檢驗;

    15、步驟七,產品整體機加工:將符合探傷標準要求的產品整體作為單個工件加工至相應的尺寸形成新的待加工零件,參與新的產品組裝、焊接。

    16、進一步,步驟一中的零件為18cr2ni4w母材工件經過車削加工形成的。

    17、進一步,18cr2ni4w母材工件由鋼錠鍛造成型后通過正火+回火熱處理加工得到。

    18、進一步,當爐溫達到500℃時,將18cr2ni4w工件裝爐,在5-10小時內升溫至930±30℃后進行保溫,保溫時間6-9h后出爐在空氣中冷卻至室溫;然后在5-7h小時內升溫至700±20℃后進行保溫,保溫時間5-12h后出爐在空氣中冷卻至室溫,得到處理后的18cr2ni4w母材工件。

    19、本方案的原理及優點是:

    20、本方案克服了技術偏見,解決了現有加工工藝中的設計缺陷,針對18cr2ni4w材料本身的焊接缺陷,設計了一個全新的加工方法,使加工得到的突出18cr2ni4w材料不僅能夠采用焊接方式形成焊接產品,且焊接產品的整體性能得到有效提升。

    21、因為18cr2ni4w本身的不可焊接性,對于18cr2ni4w材料的加工幾乎不會使用焊接方式。雖然,鑄造、鍛造等方式,也能完成18cr2ni4w材料產品的制造,但是焊接方式更具優點,焊接方式能夠使材料利用率更高、成本更低、操作更靈活,精度更高。

    22、雖然,有些人采用增加熱處理的工藝路線嘗試進行18cr2ni4w材料焊接,但是焊接產品合格率極低。這種工藝路線,對產品零件先進行調質,母材性能達到產品要求后,進行組裝、焊接。產品零件調質后再焊接,各部分溫度不一致更容易導致焊接缺陷的產生,調質鋼在焊接過程中,熱影響區被加熱到超過調質處理回火溫度的區域,容易造成接頭強度和硬度低于母材的軟化區,成為降低接頭強度的薄弱區。同時,當材料碳和合金元素的含量較高時,在焊接過程中焊接熔池凝固時,結晶偏析傾向較大,容易產生熱裂紋。

    23、而本方案先進行組裝形成產品雛形,在焊接的時候,對于整個產品進行加熱處理,使產品整體溫度始終保持在同一溫度環境中,減少18cr2ni4w材料在焊接時的脆性,提升其可焊接性,緊接著后面的去氫、去應力退火后和調質,都是對焊接產品整體進行處理,使在焊縫形成后連續不斷地對包括焊縫在內的焊接產品整體進行整體處理,不僅使零件的焊接接頭與母材同時進行熱處理,改善由于熱影響區軟化而造成的接頭強度降低的情況,恢復接頭強度和韌性,還能有效提升焊接產品整體的焊接質量和使用壽命。

    本文檔來自技高網
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    【技術保護點】

    1.一種高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,包括以下步驟:

    2.根據權利要求1所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,步驟二中,將焊接完成后的產品整體,加熱到250℃-300℃,并保溫2h進行去氫處理。

    3.根據權利要求1所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,步驟三中,對去氫后的產品整體進行去應力退火,當爐溫達到300℃時,將產品裝爐,以70-90℃/h的速度進行升溫,升溫至500±20℃后進行保溫,保溫時間5-7h后,以70-100℃/h的速度隨爐冷卻,冷卻至280-300℃時,出爐空冷。

    4.根據權利要求1所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,步驟四中,對去應力后的產品整體進行調質,當爐溫達到300℃時,將產品裝爐,在5-9小時內升溫至830±20℃后進行保溫,保溫時間5-9h后出爐在油中冷卻至50-100℃;然后在3-5h小時內升溫至520±20℃后進行保溫,保溫時間5-12h后出爐在空氣中冷卻至室溫;使調質后的產品性能要求達到:抗拉強度Rm≥1050MPa,屈服強度Rel≥835MPa,延伸率A≥10%,沖擊韌性AKv≥78J。

    5.根據權利要求1所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,步驟五中,用手握噴槍對產品整體進行噴丸,噴嘴距工件表面距離200±30mm,噴槍均勻平穩移動,去掉產品表面銹皮和雜物。

    6.根據權利要求1所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,還包括以下步驟:

    7.根據權利要求1所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,步驟一中的零件為18Cr2Ni4W母材工件經過車削加工形成的。

    8.根據權利要求7所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,18Cr2Ni4W母材工件由鋼錠鍛造成型后通過正火+回火熱處理加工得到。

    9.根據權利要求8所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,當爐溫達到500℃時,將18Cr2Ni4W工件裝爐,在5-10小時內升溫至930±30℃后進行保溫,保溫時間6-9h后出爐在空氣中冷卻至室溫;然后在5-7h小時內升溫至700±20℃后進行保溫,保溫時間5-12h后出爐在空氣中冷卻至室溫,得到處理后的18Cr2Ni4W母材工件。

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    【技術特征摘要】

    1.一種高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,包括以下步驟:

    2.根據權利要求1所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,步驟二中,將焊接完成后的產品整體,加熱到250℃-300℃,并保溫2h進行去氫處理。

    3.根據權利要求1所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,步驟三中,對去氫后的產品整體進行去應力退火,當爐溫達到300℃時,將產品裝爐,以70-90℃/h的速度進行升溫,升溫至500±20℃后進行保溫,保溫時間5-7h后,以70-100℃/h的速度隨爐冷卻,冷卻至280-300℃時,出爐空冷。

    4.根據權利要求1所述的高強度中合金滲碳鋼的加工方法,其特征在于,步驟四中,對去應力后的產品整體進行調質,當爐溫達到300℃時,將產品裝爐,在5-9小時內升溫至830±20℃后進行保溫,保溫時間5-9h后出爐在油中冷卻至50-100℃;然后在3-5h小時內升溫至520±20℃后進行保溫,保溫時間5-12h后出爐在空氣中冷卻至室溫;使調質后的產品性能要求達到:抗拉強度rm≥1050mpa,屈服強度rel≥835mpa,延伸率...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:張輝田佳卉高鵬宇李喬陳啟明范成楨
    申請(專利權)人:重慶長征重工有限責任公司
    類型:發明
    國別省市:

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