一种45钢滚轮轴高温短时淬火回火工艺

摘要

本发明涉及一种45钢滚轮轴高温短时淬火回火工艺，将粗车后的45钢滚轮轴装入炉温≤300℃的炉内，升温至800±10℃，保温0.5h后，快速升温至900±10℃短时保温，淬水；将45钢滚轮轴入炉，在300±10℃下保温0.5h，升温至520±10℃，保温1.0h后，空冷降温。经过本发明高温短时淬火回火处理的滚轮轴，其本体表面硬度240‑250HB，同炉处理的滚轮轴回火后表面颜色均匀一致，没有发现因淬火冷却不均匀而产生的白斑等现象，本体硬度偏差控制在30HB之内。

说明书

技术领域

本发明属于滚轮轴热处理技术领域，具体涉及一种45钢滚轮轴高温短时淬火回火工艺。

背景技术

45钢滚轮轴是一种尺寸较小的设备部件（如说明书附图图1所示），其技术要求为调质处理220-250HB。其一般的热处理工艺参数为：830-850℃奥氏体化，淬水，500-540℃回火。

这种规格比较小的工件，采用普通电炉进行热处理时，其出炉后本体温度下降比较快，采用上述热处理工艺进行调质处理，容易出现淬不上火，工件表面硬度离散度比较大等问题。

为了确保滚轮轴调质处理的质量，提高工件的使用性能，需要研发一种新的45钢滚轮轴热处理工艺。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种45钢滚轮轴高温短时淬火回火工艺。经过本发明高温短时淬火回火处理的滚轮轴，其本体表面硬度240-250HB，同炉处理的滚轮轴回火后表面颜色均匀一致，没有发现因淬火冷却不均匀而产生的白斑等现象，本体硬度偏差控制在30HB之内。

本发明是通过下述的技术方案来实现的：

一种45钢滚轮轴高温短时淬火回火工艺，依次包括以下步骤：

（1）将粗车后的45钢滚轮轴装入炉温≤300℃的炉内；

（2）升温至800±10℃，保温0.5h后，快速升温至900±10℃短时保温，淬水；

（3）将45钢滚轮轴入炉，在300±10℃下保温0.5h，升温至520±10℃，保温1.0h后，空冷降温。

步骤（2）中，以≤120℃/h的升温速率升温至800±10℃。

步骤（2）中，以全功率快速升温至900±10℃。

步骤（2）中，快速升温至900±10℃保温10min。

步骤（2）中，淬水具体为：出炉之后迅速转移至淬火水槽上方，转移时间控制在60秒之内，迅速入水冷却3分钟，至表面降温至230℃左右。

本发明的有益效果在于：

1、在45钢滚轮轴淬火加热时，设置800℃等温，一方面降低工件低温升温速度，降低工件热应力，另一方面，该温度位于45钢Ac3点以上，可以确保滚轮轴完全奥氏体化，从而保证滚轮轴的淬火效果；

2、将滚轮轴的加热温度提高至900℃。从800℃升温至900℃，采用全功率快速升温，一方面提高生产效率，加快升温速度，另一方面，此温度下，45钢的奥氏体晶粒不会快速长大，在提高45钢滚轮轴奥氏体化温度的同时，采用短时保温（10分钟），从而避免工件在出炉后降温过快，导致淬不上火；

经过本发明高温短时淬火回火处理的滚轮轴，其本体表面硬度240-250HB，同炉处理的滚轮轴回火后表面颜色均匀一致，没有发现因淬火冷却不均匀而产生的白斑等现象，本体硬度偏差控制在30HB之内。

附图说明：

图1所示为45钢滚轮轴结构及尺寸示意图（单位：mm）；

图2所示为本发明热处理工艺图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

一种45钢滚轮轴高温短时淬火回火工艺，依次包括以下步骤：

（1）将粗车后的45钢滚轮轴装入炉温≤300℃的炉内；

（2）以≤120℃/h的升温速率升温至800±10℃，保温0.5h后，以全功率快速升温至900±10℃保温10min，出炉之后迅速转移至淬火水槽上方，转移时间控制在60秒之内，迅速入水冷却3分钟，至表面降温至230℃左右；

（3）将45钢滚轮轴入炉，在300±10℃下保温0.5h，升温至520±10℃，保温1.0h后，空冷降温。

经过上述高温短时淬火回火处理的滚轮轴，其本体表面硬度240-250HB，同炉处理的滚轮轴回火后表面颜色均匀一致，没有发现因淬火冷却不均匀而产生的白斑等现象，本体硬度偏差控制在30HB之内。本体取样力学性能检测结果如表1所示。

表1 高温短时淬火回火处理后滚轮轴的本体力学性能

序号工艺ReL（MPa）Rm（MPa）A（%）Z（%）1普通调质35164125.547.02高温短时淬火回火52080326.559.0

从表1可以看出，采用高温短时淬火回火工艺处理的滚轮轴，其本体性能中抗拉强度Rm提高了25%，屈服强度提高了48%，同时，延伸率和断面收缩率不仅没有降低，反而有所提高。