本發(fā)明屬于金屬材料深冷處理技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)域，涉及一種提高CrWMn合金鋼耐磨性的深冷處理方法。

背景技術(shù)：

CrWMn鋼是一種低合金鋼，具有較高的淬透性、硬度和耐磨性。W能細(xì)化晶粒，改善韌性。適用于制造截面較大、要求耐磨和一些精密的量具及復(fù)雜的冷作磨具，如拉刀、長絲錐量規(guī)及形狀復(fù)雜精度高的沖模。由于該鋼淬火后組織內(nèi)部含有一定數(shù)量的不穩(wěn)定殘余奧氏體(18％-20％)，從而在使用過程中，尺寸穩(wěn)定性、耐磨性較差，從而導(dǎo)致加工精度降低甚至報廢。

工業(yè)中一般把材料經(jīng)過普通的熱處理后進(jìn)一步冷卻到零攝氏度以下某一溫度(通常為-100～-196℃)的處理方法稱為深冷處理,它是常規(guī)熱處理的延續(xù)，低溫處理技術(shù)的一個分支。深冷處理可以使材料的微觀組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，從而達(dá)到提高或改善材料性能的一種新技術(shù)。在宏觀上表現(xiàn)為材料的耐磨性，尺寸穩(wěn)定性，抗拉強(qiáng)度，殘余應(yīng)力等方面的提高，而且深冷處理操作方便可實(shí)行大范圍內(nèi)工業(yè)應(yīng)用和推廣。本文對CrWMn合金鋼不同保溫時間下進(jìn)行深冷研究，并和常規(guī)熱處理相結(jié)合，研究不同工藝對該材料的微觀組織和耐磨性的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種提高CrWMn合金鋼耐磨性的深冷處理方法。

技術(shù)方案如下：

一種提高CrWMn合金鋼耐磨性的深冷處理方法，步驟如下：將退火態(tài)的CrWMn合金鋼加熱到830℃，保溫2小時，油淬到室溫，進(jìn)行深冷處理，然后升溫到室溫，再進(jìn)行低溫回火。

進(jìn)一步，所述深冷處理的方法如下：以2～5℃/min的降溫速度降到-180℃～-196℃，保持1～24小時。

進(jìn)一步，在深冷處理時，所采用的深冷介質(zhì)為液氮。

進(jìn)一步，所述升溫到室溫的方法如下：以2～5℃/min的升溫速率升溫到室溫。

進(jìn)一步，所述低溫回火的溫度為150℃，并在150℃下保持2小時。

本發(fā)明的積極效果如下：

本發(fā)明提供了一種提高CrWMn合金鋼耐磨性的深冷處理方法，本發(fā)明處理的CrWMn鋼比原材料具有更好的物理和機(jī)械性能，其具有更高的尺寸穩(wěn)定性、更好的磨損性能等優(yōu)點(diǎn)。本文中，只需將退火態(tài)的CrWMn鋼加熱到830℃，保溫2小時，油淬到室溫，然后以2～5℃/min的降溫速率降到-180℃～-196℃，保溫1～24小時，然后以2-5℃/min的升溫速率到升溫到室溫，再進(jìn)行150℃低溫回火，保溫2小時，工藝結(jié)束。本發(fā)明中工藝簡單、可操作性強(qiáng)，成本相對較低，在機(jī)械制造、刀具領(lǐng)域具有廣泛用途。本發(fā)明選用液氮作為冷卻介質(zhì)，液氮具有清潔無污染的特點(diǎn)，解決了環(huán)境污染所帶來的的一切后顧之憂，并且液氮來源廣泛，可實(shí)行大范圍的應(yīng)用。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1處理的CrWMn合金鋼掃描電鏡放大2000倍的SEM照片；

圖2為實(shí)施例3處理的CrWMn合金鋼掃描電鏡放大3000倍的SEM照片；

圖3為實(shí)施例6處理的CrWMn合金鋼掃描電鏡放大5000倍的SEM照片；

圖4為實(shí)施例7處理的CrWMn合金鋼掃描電鏡放大2000倍的SEM照片；

圖5為實(shí)施例1～7樣品的摩擦系數(shù)曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1

將退火態(tài)的CrWMn鋼加熱到830℃，保溫2小時，油淬到室溫，然后以5℃/min的降溫速率降到-196℃，然后以5℃/min的升溫速率到升溫到室溫，再進(jìn)行150℃低溫回火，保溫2小時,制得樣品。如圖1掃描電鏡所示，其組織主要是殘余奧氏體和馬氏體，馬氏體為粗大的板條狀，板條取向清晰有序，寬度高達(dá)2-3μm。

實(shí)施例2

將退火態(tài)的CrWMn鋼加熱到830℃，保溫2小時，油淬到室溫，然后以5℃/min的降溫速率降到-180℃，保溫1小時，然后以5℃/min的升溫速率到升溫到室溫，再進(jìn)行150℃低溫回火，保溫2小時，制得樣品。

實(shí)施例3

將退火態(tài)的CrWMn鋼加熱到830℃，保溫2小時，油淬到室溫，然后以2℃/min的降溫速率降到-196℃，保溫2小時，然后以2℃/min的升溫速率到升溫到室溫，再進(jìn)行150℃低溫回火，保溫2小時，制得樣品。如圖2所示，馬氏體晶粒變細(xì)，并且馬氏體之間彌散析出大量的顆粒狀碳化物。

實(shí)施例4

將退火態(tài)的CrWMn鋼加熱到830℃，保溫2小時，油淬到室溫，然后以3℃/min的降溫速率降到-196℃，保溫4小時，然后以5℃/min的升溫速率到升溫到室溫，再進(jìn)行150℃低溫回火，保溫2小時，制得樣品。

實(shí)施例5

將退火態(tài)的CrWMn鋼加熱到830℃，保溫2小時，油淬到室溫，然后以3℃/min的降溫速率降到-180℃，保溫6小時，然后以3℃/min的升溫速率到升溫到室溫，再進(jìn)行150℃低溫回火，保溫2小時，制得樣品。

實(shí)施例6

將退火態(tài)的CrWMn鋼加熱到830℃，保溫2小時，油淬到室溫，然后以5℃/min的降溫速率降到-196℃，保溫8小時，然后以5℃/min的升溫速率到升溫到室溫，再進(jìn)行150℃低溫回火，保溫2小時，制得樣品。如圖3所示，馬氏體之間相互交叉，并且析出的碳化物越來越大。

實(shí)施例7

將退火態(tài)的CrWMn鋼加熱到830℃，保溫2小時，油淬到室溫，然后以3℃/min的降溫速率降到-196℃，保溫12小時，然后以3℃/min的升溫速率到升溫到室溫，再進(jìn)行150℃低溫回火，保溫2小時，制得樣品。如圖4所示，馬氏體粒徑變得細(xì)長，且析出的碳化物遍布基體之上。

實(shí)施例8

將退火態(tài)的CrWMn鋼加熱到830℃，保溫2小時，油淬到室溫，然后以5℃/min的降溫速率降到-196℃，保溫24小時，然后以5℃/min的升溫速率到升溫到室溫，再進(jìn)行150℃低溫回火，保溫2小時，制得樣品。

表1不同實(shí)施例提升的CrWMn鋼的性能參數(shù)

摩擦學(xué)性能是在MFT-5000摩擦試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)參數(shù)為載荷20kg、線速度8mm/s，往復(fù)距離5mm，時間10min,如圖5所示摩擦系數(shù)，經(jīng)過深冷處理，材料的摩擦系數(shù)降低，且整體的摩擦系數(shù)值也比較低。