一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法与流程

1.本发明涉及一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，属于碳钢热处理技术领域。


背景技术：

2.碳钢弹性疲劳极限是很多产品设计时极其重要的性能参数，其弹性疲劳性能的好坏与产品优劣及社会效益有着密切的关系。碳钢弹性疲劳极限的提升不仅仅影响到某个产品的性能的升级，而是会为整个机械设计行业带来很多的提升，本专利主要应用于需要考虑弹性疲劳极限的所有的机械设计中。现主流碳钢调质处理主要以增加碳钢硬度为主，并不能提升碳钢的弹性疲劳极限。


技术实现要素：

3.本发明的目在于：提供一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，以解决主流碳钢调质处理主要以增加碳钢硬度为主，并不能提升碳钢的弹性疲劳极限的问题。
4.为达到上述目的，拟采用这样一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，该方法按以下工序步骤实施：烘干
→
升温
→
降温
→
急速升温
→
自然冷却。
5.前述中碳钢的热处理方法中，所述升温和降温等过程中皆在盐浴炉中进行。
6.前述中碳钢的热处理方法中,所述烘干为将零件放置在烘干炉上烘干，烘干温度不超过400℃，烘烤时间不少于10min，烘干表面无水份即可。
7.前述中碳钢的热处理方法中，所述的升温为将盐浴炉加热至860
±
10℃时放入零件保持时间60
±
5min。
8.前述中碳钢的热处理方法中，所述的降温为将860
±
15℃零件取出放置于300
±
10℃的低温盐浴炉中保持8
±
1min。
9.前述中碳钢的热处理方法中，所述的升温为将盐浴炉加热至550
±
10℃时放入零件保持时间120
±
10min。
10.前述中碳钢的热处理方法中，所述的自然冷却是指550
±
10℃盐浴结束后，在自然环境下使材料温度由550
±
10℃自然降至常温。
11.与现有技术相比，本发明的弹性调质方法使材料在保证基体硬度的同时还能极大低提升材料的弹性疲劳极限值与材料内部晶粒度等级。使材料的寿命得到提升。
具体实施方式
12.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
13.实施例
14.本实施例提供一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，包括如下工序：烘干
→
升温
→
降温
→
急速升温
→
自然冷却等五个步骤实施；使材料的硬度和弹性疲劳极限得到提
升。
15.升温和降温皆在盐浴炉中进行，其中盐浴炉使用的工业用盐为bacl2、kcl，其中高温盐浴炉使用的盐为bacl2，中低温盐浴炉使用的盐为bacl2(50％) kcl(50％)混合，高温盐浴炉温度为860
±
10℃，中温盐浴炉550—300℃。具体实施步骤如下：现将零件放置在烘干炉上烘干，烘干温度不超过400℃，烘烤时间不少于10min，烘干表面无水份即可。将烘干零件放入860
±
10℃高温盐浴炉内，保温60
±
5min，将零件取出放置于300
±
10℃中温盐浴炉内，等温保持8
±
1min，使零件降温，然后将零件取出放置550
±
10℃中温盐浴炉内，保温120
±
10min，保温结束后取出零件使其自然冷却至常温。
16.性能提升结果：
17.通过对同一种零件分别进行普通调质处理(1号零件)和应用本发明方法进行调质处理(2号零件)，每一种热处理方式零件个数为3件，每个零件的硬度皆为hrc41。对1号零件和2号零件使用弹性疲劳测试装置进行弹性疲劳测试，经搞到500万次的反复压缩使其发生弹性形变后进行测量，发现2号零件的弹性疲劳极限是1号零件弹性疲劳极限的2.375倍，而且2号零件的晶粒度等级从原有的9.2级提升至11.3级，而1号零件晶粒度等级仅从原有的9.2级提升至10.1级。所以弹性调质法能有效提升零件的弹性极限与晶粒度等级。
18.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，其特征在于，该方法按以下工序步骤实施：烘干
→
升温
→
降温
→
急速升温
→
自然冷却。2.根据权利要求1所述一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，其特征在于：所述升温和降温等过程中皆在盐浴炉中进行。3.根据权利要求1所述一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，其特征在于：所述烘干为将零件放置在烘干炉上烘干，烘干温度不超过400℃，烘烤时间不少于10min，烘干表面无水份即可。4.根据权利要求1所述一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，其特征在于：所述的升温为将盐浴炉加热至860
±
10℃时放入零件保持时间60
±
5min。5.根据权利要求1所述一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，其特征在于：所述的降温为将860
±
15℃零件取出放置于300
±
10℃的低温盐浴炉中保持8
±
1min。6.根据权利要求1所述一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，其特征在于：所述的升温为将盐浴炉加热至550
±
10℃时放入零件保持时间120
±
10min。7.根据权利要求1所述一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，其特征在于：所述的自然冷却是指550
±
10℃盐浴结束后，在自然环境下使材料温度由550
±
10℃自然降至常温。

技术总结
本发明提供一种提升碳钢弹性疲劳极限的热处理方法，该方法按以下工序步骤实施：烘干


技术研发人员：王程右 师万鹏 刘浪
受保护的技术使用者：贵州群建精密机械有限公司
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2021/12/12