本發(fā)明涉及合金結(jié)構(gòu)鋼深冷處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種提高合金結(jié)構(gòu)鋼零件耐磨性的深冷處理工藝。

背景技術(shù)：

合金結(jié)構(gòu)鋼廣泛用于齒輪、軸、曲軸、套筒等零件，這些零件需要有較高的耐磨性。目前提高合金結(jié)構(gòu)鋼耐磨性的方法主要為高頻表面淬火及滲氮處理。在現(xiàn)有技術(shù)中，合金結(jié)構(gòu)鋼零件淬火后不會進行深冷處理工序。深冷處理作為普通熱處理的延續(xù)，能夠改善合金結(jié)構(gòu)鋼的顯微組織，從而提高合金結(jié)構(gòu)鋼的耐磨性。因此，研究合金結(jié)構(gòu)鋼的深冷處理工藝，提高其耐磨性，減少其在工作中的磨損，延長零件的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種提高合金結(jié)構(gòu)鋼耐磨性的深冷處理工藝，減少合金結(jié)構(gòu)鋼零件在工作中的磨損，延長其使用壽命。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種提高結(jié)構(gòu)鋼耐磨性的深冷處理工藝，包括步驟：

（1）淬火：將合金結(jié)構(gòu)鋼工件放入淬火爐中，加熱至合金結(jié)構(gòu)鋼所需的淬火溫度，保溫60～100 分鐘，然后油淬，冷卻至室溫；

（2）深冷處理：將淬火后的工件放入深冷箱中，關(guān)閉箱門，以設(shè)定的冷卻速度將深冷箱內(nèi)溫度由室溫降至-80℃～-160℃，保溫1～2小時；

（3）停止冷卻，切斷電源，取出工件放置在空氣中自然回溫至室溫；

（4）然后將工件再一次放入深冷箱中，并重復(fù)步驟（2）、（3）的操作一次；

（5）工件經(jīng)過兩次深冷處理以后，對工件進行回火處理，將工件加熱至240℃～300℃，保溫1 小時,然后在空氣中冷至室溫，即完成所述合金結(jié)構(gòu)鋼零件的深冷處理。

進一步地，所述合金結(jié)構(gòu)鋼包括40Cr、40MnB、42CrMo。

進一步地，所述步驟（2）中通過向深冷箱連通液氮，即利用液氮的汽化潛熱和低溫氮氣進行制冷。

進一步地，所述：所述步驟（2）中的冷卻速度為2～4 ℃/min。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下特點：

(1)本發(fā)明所述的提高合金結(jié)構(gòu)鋼耐磨性的深冷處理工藝是通過液氮的汽化潛熱和低溫氮氣制冷，冷卻速度較低，避免了直接浸入液氮中造成的熱沖擊和脆性斷裂。

(2)采用了淬火、深冷處理2次、低溫回火的處理工序，能夠使合金結(jié)構(gòu)鋼的耐磨性得到顯著改善。

附圖說明

圖1為未經(jīng)過深冷處理的試樣的磨痕樣貌電鏡圖。

圖2為經(jīng)過深冷處理的試樣的磨痕樣貌電鏡圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細地描述，但本發(fā)明的實施方式并不限定于以下實施例。

實施例一：40Cr 的深冷處理工藝

一種提高結(jié)構(gòu)鋼耐磨性的深冷處理工藝，包括步驟：

（1）將40Cr工件放入淬火爐中，加熱至850℃，保溫60～100 分鐘，然后油淬，冷卻至室溫；

（2）將淬火后的工件放入深冷箱中，關(guān)閉箱門，設(shè)置冷卻速度為2～4 ℃/min，保溫溫度為-80℃～-160℃，然后打開液氮閥門，以設(shè)定的冷卻速度使深冷箱內(nèi)由室溫降至-80℃～-160℃，然后保溫1～2小時；

（3）關(guān)閉液氮閥門，切斷電源，取出工件放置在空氣中自然回溫至室溫；

（4）然后將工件再一次放入深冷箱中，并重復(fù)（2）、（3）的操作一次；

（5）工件經(jīng)過來兩次深冷處理以后，對工件進行回火處理，將工件加熱至240℃～300℃，保溫1 小時,然后在空氣中冷至室溫，即完成所述合金結(jié)構(gòu)鋼零件的深冷處理。

整個深冷處理工藝完成以后，對工件進行摩擦磨損試驗，其試驗條件為：平面往復(fù)滑動干摩擦、對磨材料GCr15(58~62HRC)、載荷50N、速度0.1m/s、時間30min、行程0.01m。試樣摩擦磨損試驗的磨損量范圍為3.3 mg～5.6 mg ,未經(jīng)過深冷處理的試樣的磨損量為6.1 mg。其中失重最少的樣品所對應(yīng)的參數(shù)是：深冷處理冷卻速度為4 ℃/min，深冷處理保溫溫度為-160℃，深冷處理保溫時間為2h。

從圖1中可以看出，沒有經(jīng)過深冷處理的試樣其磨損表面粗糙、劃痕較深，而圖2所示的深冷處理過的試樣其磨損表面平滑，只有一些表面溝槽和小的裂紋。

實施例二：40MnB的深冷處理工藝

一種提高結(jié)構(gòu)鋼耐磨性的深冷處理工藝，包括步驟：

（1）將40MnB工件放入淬火爐中，加熱至850℃，保溫60~100 分鐘，然后油淬，冷卻至室溫；

（2）將淬火后的工件放入深冷箱中，關(guān)閉箱門，設(shè)置冷卻速度為2～4 ℃/min，保溫溫度為-80℃～-160℃，然后打開液氮閥門，以設(shè)定的冷卻速度使深冷箱內(nèi)由室溫降至-80℃～-160℃，然后保溫1～2小時；

（3）關(guān)閉液氮閥門，切斷電源，取出工件放置在空氣中自然回溫至室溫；

（4）然后將工件再一次放入深冷箱中，并重復(fù)（2）、（3）的操作一次；

（5）工件經(jīng)過來兩次深冷處理以后，對工件進行回火處理，將工件加熱至240℃～300℃，保溫1 小時,然后在空氣中冷至室溫，即完成所述合金結(jié)構(gòu)鋼零件的深冷處理，其磨擦磨損試驗?zāi)p量為3.6 mg～6.1 mg，未經(jīng)過深冷處理的試樣的磨損量為6.4 mg。

實施例三：42CrMo的深冷處理工藝

一種提高結(jié)構(gòu)鋼耐磨性的深冷處理工藝，包括步驟：

（1）將42CrMo工件放入淬火爐中，加熱至860℃，保溫60～100 分鐘，然后油淬，冷卻至室溫；

（2）將淬火后的工件放入深冷箱中，關(guān)閉箱門，設(shè)置冷卻速度為2～4 ℃/min，保溫溫度為-80℃～-160℃，然后打開液氮閥門，以設(shè)定的冷卻速度使深冷箱內(nèi)由室溫降至-80℃～-160℃，然后保溫1～2小時；

（3）關(guān)閉液氮閥門，切斷電源，取出工件放置在空氣中自然回溫至室溫；

（4）然后將工件再一次放入深冷箱中，并重復(fù)（2）、（3）的操作一次；

（5）工件經(jīng)過來兩次深冷處理以后，對工件進行回火處理，將工件加熱至240℃～300℃，保溫1 小時,然后在空氣中冷至室溫，即完成所述合金結(jié)構(gòu)鋼零件的深冷處理，其磨擦磨損試驗?zāi)p量為3.1 mg～5.3 mg，未經(jīng)過深冷處理的試樣的磨損量為5.9 mg。

本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。