一种粉末件热处理加工工艺

技术领域

本发明涉及金属热处理工艺技术领域，具体为一种粉末件热处理加工工艺。

背景技术

粉末件是一种将金属粉末通过高温、高压压制成型，然后进行高频淬火等处理工艺进行硬度、韧度的热处理，粉末件具有高强度、高硬度、高耐磨性等优点，目前已经逐渐在例如汽车工业等领域取代传统工艺的金属部件，成为未来金属部件的发展趋势，但是对于高频热处理而言，加工粉末件成功率相当低，其主要原因是，由于粉末件是以细小钢粒通过压制成型，虽然其密度不比一般铸件小，但是钢粒之间仍未完全结合在一起，这导致在高频淬火过程中，受热膨胀，造成钢粒分离形成裂纹。

通过研究，发现粉末件在高频工艺中，是在常温状态下经感应线圈通过磁场产生电流在1.5秒钟之内加热至850-900℃，再经淬火冷却，产生内应力而开裂，主因仍是粉末件是由细小钢粒，经高温高压挤出成型，通过连续高温烧结使组织密度达到7级以上；但是组织之间仍有间隙，在瞬间高温及冷却易产生裂痕，所以在工艺程序上控制相当重要，目前，利用传统工艺对粉末件进行高频淬火时，出现裂纹的几率高达70%左右，如何降低其出现裂纹的几率，提高产品合格率是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种粉末件热处理加工工艺，具备消除粉末件内应力，提高组织稳定性，调整工件的力学性能并稳定工件尺寸，降低不良率的优点，解决了上述背景技术中提到的问题。

本发明提供如下技术方案：一种粉末件热处理加工工艺，包括以下步骤：

S1、加热，在常温状态下在高频工艺中经感应线圈通过磁场产生电流在1秒钟之内加热至850-900℃，对粉末件进行瞬间加热至900℃，并保持1秒；

S2、空气冷却，高频机停止加热，使得粉末件在空气中停留，将粉末件在空气中对粉末件自然冷却1秒，实现在未氧化之前已经结束加热，缩短粉末件组织内部内外落差范围，避免裂纹出现；

S3、回火，将粉末件在空气冷却之后取出，并放入淬火液中，使粉末件在淬火液中进行冷却，冷却时间为5秒；

S4、冷却，将冷却粉末件冷却至常温状态下40～50度取出，跳开危险开裂区，降低粉末件裂纹率，提高粉末件的硬度和强度。

优选的，所述步骤三中粉末件的回火需在粉末件生产后4小时以内进行处理。

优选的，所述步骤三中粉末件的回火温度为150℃。

优选的，所述步骤三中粉末件的回火时间为3min。

优选的，所述步骤一中粉末件的在加热之间需要经过预热，输出电力降低以50％先进行预热动作改善急速加热情形，在高频机中对粉末件进行预热处理，使其加热到300～500℃。

优选的，所述预热过程后需要进行冷却，高频机停止加热，使得粉末件在空气中自然冷却1至5秒。

本发明具备以下有益效果：

1、该粉末件热处理加工工艺，通过创新性地将粉末件瞬间温度提高到900度，持续1秒时间，实现在未氧化之前已经结束加热；将加热后的粉末件放置在空气中自然冷却1秒，实现粉末件表面温度与内部温度均衡，有效降低粉末件裂纹率，提高产品合格率使粉末件组织变为更细致及均匀，且仍可得到高硬度及高强度。

2、该粉末件热处理加工工艺，通过创新性地将粉末件放入淬火液中冷却5秒，冷却粉末件至常温状态下40～50度取出，跳开危险开裂区，有效降低粉末件裂纹率，提高工件的硬度和强度，经热处理之后的粉末件存在较大内应力，故粉末件生产后4小时以内需要进行150℃、3min的回火处理，消除粉末件内应力，提高组织稳定性，调整工件的力学性能并稳定工件尺寸，降低不良率。

具体实施方式

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种粉末件热处理加工工艺，包括以下步骤：

S1、加热，在常温状态下在高频工艺中经感应线圈通过磁场产生电流在1秒钟之内加热至850-900℃，对粉末件进行瞬间加热至900℃，并保持1秒；

S2、空气冷却，高频机停止加热，使得粉末件在空气中停留，将粉末件在空气中对粉末件自然冷却1秒，实现在未氧化之前已经结束加热，缩短粉末件组织内部内外落差范围，避免裂纹出现；

S3、回火，将粉末件在空气冷却之后取出，并放入淬火液中，使粉末件在淬火液中进行冷却，冷却时间为5秒；

S4、冷却，将冷却粉末件冷却至常温状态下40～50度取出，跳开危险开裂区，降低粉末件裂纹率，提高粉末件的硬度和强度，创新性地将粉末件瞬间温度提高到900度，持续1秒时间，实现在未氧化之前已经结束加热；将加热后的粉末件放置在空气中自然冷却1秒，实现粉末件表面温度与内部温度均衡，有效降低粉末件裂纹率。

步骤三中粉末件的回火需在粉末件生产后4小时以内进行处理，创新性地将粉末件放入淬火液中冷却5秒，冷却粉末件至常温状态下40～50度取出，跳开危险开裂区，有效降低粉末件裂纹率，提高工件的硬度和强度，步骤三中粉末件的回火温度为150℃，步骤三中粉末件的回火时间为3min，经热处理之后的粉末件存在较大内应力，故粉末件生产后4小时以内需要进行150℃、3min的回火处理，消除粉末件内应力，提高组织稳定性，调整工件的力学性能并稳定工件尺寸，降低不良率。

步骤一中粉末件的在加热之间需要经过预热，输出电力降低以50％先进行预热动作改善急速加热情形，在高频机中对粉末件进行预热处理，使其加热到300～500℃，预热使得粉末件内外部分的温差减小，预热过程后需要进行冷却，高频机停止加热，使得粉末件在空气中自然冷却1至5秒，自然冷却1秒可达到较好的效果，冷却时间太短导致温差减小不明显，冷却时间过长，导致预热温度不够，浪费能源；空冷让其温度扩至内部组织使内外落差范围缩短。

工作原理，对粉末件进行热处理的加工工艺为：输出电力--加热（1秒）--冷却（5秒）--空冷（1秒）--回火 （5秒）--冷却（40～50度），即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。