阅读说明：本技术 一种40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法 (Method for refining grains by residual heat after forging of 40Cr steering knuckle ) 是由 祁斌 周细应 袁松 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法。具体包括：加热所述40Cr转向节的胚料进行模锻,控制所述模锻的初始温度和终锻温度,得到40Cr转向节；将40Cr转向节放入网带炉中预冷；其后,将40Cr转向节投至冷却水中搅拌淬火,直至40Cr转向节的表面温度降低至50℃。采用本发明提供的40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法,所得到的40Cr转向节综合性能更好,晶粒相对细化；并且在生产效率提高,降低成本的同时,进一步具有节能环保和提升产品质量的优势。(The invention provides a method for refining grains by using residual heat after forging of a 40Cr steering knuckle. The method specifically comprises the following steps: heating the blank of the 40Cr steering knuckle to perform die forging, and controlling the initial temperature and the final forging temperature of the die forging to obtain the 40Cr steering knuckle; placing the 40Cr steering knuckle into a mesh belt furnace for precooling; thereafter, the 40Cr knuckle was put into cooling water and stirred to be quenched until the surface temperature of the 40Cr knuckle was reduced to 50 ℃. By adopting the method for refining the crystal grains by the waste heat after the 40Cr steering knuckle is forged, the obtained 40Cr steering knuckle has better comprehensive performance and the crystal grains are relatively refined; and the production efficiency is improved, the cost is reduced, and the advantages of energy conservation, environmental protection and product quality improvement are further realized.)

一种40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件热处理领域，尤其涉及一种40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法。

背景技术

随着社会的飞速发展，汽车已然成为人们生活中必不可少的交通工具。转向节，又称“羊角”，是汽车转向桥中的重要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向。

转向节的功用是传递并承受汽车前部载荷，支撑并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。目前，对于汽车转向节而言，常规锻后余热细化晶粒方法有两种：利用余热直接淬火和重新加热淬火处理，淬火介质一般选用淬火油或聚合物介质。前者淬火处理通常容易会出现以下的缺点：由于淬火温度高，会产生晶粒粗大、变形开裂的可能性。另外，采用淬火油或聚合物介质，则相对容易出现环保问题、废弃介质难以处理或质量稳定问题(油或聚合物介质容易出现老化、遇高温易分解导致性能不稳定)。后者重新加热淬火处理则容易产生以下的问题：能源消耗大、生产效率低、经济效益低；同样存在由淬火介质大带来的环保问题、废弃介质难以处理或质量稳定问题。此外，由于小型汽车转向节在生产过程中由于组织应力和热应力的影响，在主销与法兰过渡位置易出现应力集中，出现开裂的可行性较大。因此，控制淬火过程中的热处理工艺十分重要。

为此，本发明提供了一种40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法，既能确保40Cr转向节奥氏体晶粒尺寸相对较小，同时能够进一步减低转向节变形、开裂的可能性。采用本发明提供的锻后余热细化晶粒方法能够有效细化晶粒、显著提高转向节的性能稳定性和生产效率、节约能源，有效降低生产成本。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，解决现有的常规性问题，本发明提供了一种40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法，既能确保40Cr转向节奥氏体晶粒尺寸相对较小，同时能够进一步减低转向节变形、开裂的可能性。采用本发明提供的锻后余热细化晶粒方法能够有效细化晶粒、显著提高转向节的性能稳定性和生产效率、节约能源，避免环境污染，有效降低生产成本。

本发明一方面提供了一种40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法，所述方法包括以下步骤：

S1:加热所述40Cr转向节的胚料进行模锻，控制所述模锻的初始温度为1150℃，终锻温度为900-950℃，加热完成后，得到所述40Cr转向节；

S2:将步骤S1得到的所述40Cr转向节，放入网带炉中预冷至800-840℃，预冷时间为2-3分钟；

S3:将步骤S2中所得到的所述40Cr转向节投至冷却水中搅拌淬火，直至所述40Cr转向节的表面温度降低至50℃。

优选地，步骤S3中的所述冷却水的温度为20-40℃。

优选地，所述冷却水的温度为30℃。

与现有技术相比较，本发明的技术优势在于：通过降低了40Cr转向节的终锻温度，从而确保40Cr转向节奥氏体晶粒尺寸相对较小。此外，本发明进一步采用水作为淬火介质，通过控制预冷温度和预冷时间，减低转向节变形、开裂的可能性。采用本发明提供的锻后余热细化晶粒方法能够有效细化晶粒、显著提高转向节的性能稳定性和生产效率、节约能源，避免环境污染，有效降低生产成本。

附图说明

图1为本发明40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

如图1所示，为符合本发明实施例的锻后余热细化晶粒方法的流程示意图。本发明提供了一种40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法。具体地，锻后余热细化晶粒方法包括以下步骤：

S1:加热40Cr转向节的胚料，转向节胚料经中频感应加热进行模锻，模锻初始温度为1150℃，控制40Cr转向节的终锻温度为900-950℃。控制终锻温度低于初始温度，能够有效地将形变细化晶粒运用于奥氏体晶粒大小，淬火组织相对细化。

S2:将由步骤S1加热完成后的40Cr转向节，放入网带炉中，预冷。网带炉的温度设定为800-840℃，以确保加热后的40Cr转向节自900-950℃冷却至800-840℃。一般预冷时间为2-3分钟。通过网带炉中预冷的操作，所得到的40Cr转向节的表面和心部能够具有相对均匀的组织和性能，从而有效降低40Cr转向节变形开裂的可能性。

S3:将步骤S2中所得到的40Cr转向节投至冷却水中搅拌淬火，冷却水的温度为20-40℃，优选30℃。本发明提供的40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法采用冷却水作为淬火介质来取代油或聚合物介质，以减少环境污染问题以及产品质量的不稳定问题。当40Cr转向节的表面温度在冷却水中降低至50℃左右时，锻后余热细化晶粒过程完成，所得到的40Cr转向节由于其略高的出水温度，能够有效避免其发生变形和开裂，确保产品的质量，降低不良率。

-实施例1

3066转向节的锻后余热细化晶粒方法：加热3066转向节的胚料，胚料经中频感应加热炉中加热进行模锻，控制模锻的初始温度为1150℃，终锻温度在900-950℃。加热完成后，将得到的转向节切边，其后通过传送装置将转向节传送至在预冷温度为840℃网带炉中直接预冷2-3min，直至转向节的温度降至840℃左右。采用预冷措施，将转向节的温度降低，减少转向节表面和心部的温度差，从而有效降低转向节变形开裂的可能性。

其后，传送装置进一步将该转向节迅速投入至装有30℃冷却水的淬火水槽中并不断搅拌，控制转向节出水温度为50℃，进一步避免转向节的变形和开裂。

采用上述方法处理完成后，对所得到的3066转向节的顶部距表面10mm处检测，发现硬度为47.6HRC，晶粒度为6级左右。而转向节的底部距表面10mm处检测发现硬度为48.0HRC，晶粒度也为6级左右。且在转向节组织观察中未发现显微裂纹，符合该转向节的组织和性能要求。

-实施例2

1046B转向节的锻后余热细化晶粒方法：加热1046B转向节的胚料，胚料经中频感应加热炉中加热进行模锻，控制模锻的初始温度为1150℃，终锻温度在900-950℃。加热完成后，将得到的转向节切边，其后通过传送装置将转向节传送至在预冷温度为840℃网带炉中直接预冷3min，直至转向节的温度降至840℃左右。采用预冷措施，将转向节的温度降低，减少转向节表面和心部的温度差，从而有效降低转向节变形开裂的可能性。

其后，传送装置进一步将该转向节迅速投入至装有30℃冷却水的淬火水槽中并不断搅拌，控制转向节出水温度为50℃，进一步避免转向节的变形和开裂。

采用上述方法处理完成后，对所得到的1046B转向节的顶部距表面10mm处检测发现硬度为54.5HRC，晶粒度为4-5级。而转向节的底部距表面10mm处检测发现硬度为52.0HRC，晶粒度也为4-5级。且在组织观察中并没有发现显微裂纹，符合该转向节的组织和性能要求。

实践证明：采用本发明提供的40Cr转向节锻后余热细化晶粒方法，可以减少污染和成本，提高生产效率。所得到的转向节组织(主要组织分级和晶粒度)和性能均符合转向节质量相关要求。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。