非均匀工件均衡热处理的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107447090A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710647416.6(22)申请日2017.08.01(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园100084-82信箱(72)发明人康进武易吉豪(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人张文宝(51)Int.Cl.C21D9/00(2006.01)C21D1/34(2006.01)C21D1/18(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称非均匀工件均衡热处理的方法(57)摘要本发明公开了一种非均匀工件均衡热处理的方法，该方法包括以下步骤：1)在非均匀壁厚工件热处理加热步骤中采用强制加热工件的最厚大部位，其余部位不加热或保持外表面绝热，形成厚大部位向薄壁部位的传热通道；2)将步骤1)加热后的工件在热处理炉中进行短暂保温，保温时间为：0.2d小时，其中d为工件的最厚大壁厚，单位为mm；3)保温步骤后，将工件厚大部位首先进行强制冷却，其余部位不强制冷却，形成厚大部位向薄壁部位的冷却通道；直到使工件快速冷却到设定温度。本方法可实现热处理过程中对工件进行均衡加热和冷却，减小工件厚薄部位的温差，实现工件厚薄部位的组织和性能的一致性。CN107447090ACN107447090A权利要求书1/1页1.一种非均匀壁厚工件均衡热处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在非均匀壁厚工件热处理加热步骤中采用强制加热工件的最厚大部位，其余部位不加热或保持外表面绝热，形成厚大部位向薄壁部位的传热通道，热量通过被强制加热的最厚大部位传到薄壁部位，从而实现薄壁部位的加热，实现工件整体的加热，最终使工件整体升温至热处理工艺规定要求的保温温度±25℃，最厚大部位和最薄壁部位温差≤50℃；2)将步骤1)加热后的工件在热处理工艺要求的保温温度下在热处理炉中进行短暂保温，保温时间为：0.2～1d小时，其中d为工件的最厚大壁厚，单位为mm；3)保温步骤后，将工件厚大部位首先进行强制冷却，其余部位不强制冷却，形成厚大部位向薄壁部位的冷却通道，热量从薄壁部位通过被强制冷却的最厚大部位传出，从而实现薄壁部位的冷却，实现工件整体的冷却，直到使工件快速冷却到设定温度。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1)中所述非均匀壁厚工件的最厚大部位为被薄壁部位隔开的最厚大的部位，个数≥1。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1)中当所述工件厚薄比≥5时，在工件的非加热部位覆盖保温材料进行绝热。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1)所述加热采用感应加热，电阻加热或红外加热方法。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤3)所述强制冷却是淬入液态介质中冷却或喷水雾冷却或强制风冷，从而使整个工件的冷却满足正火或回火的要求。6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在非均匀工件均衡热处理的过程中采用热电偶监测工件表面温度，从而控制步骤1)的加热强度和步骤3)的冷却强度。7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在非均匀工件均衡热处理的过程中，步骤1)和步骤3)采用间歇式强制加热和间歇式强制冷却以进一步提高工件的温度均匀性。2CN107447090A说明书1/3页非均匀工件均衡热处理的方法技术领域[0001]本发明属于热处理技术领域，特别涉及一种实现非均匀工件均衡热处理的方法。背景技术[0002]热处理是提高工件性能的重要手段和常用手段。但由于工件在结构上往往厚薄不一，在热处理过程中厚大部位和薄壁部位的温差较大，易引起工件的热处理程度不同，组织和性能不均匀，甚至厚大部位达不到热处理要求，此外还容易导致工件内部产生大的应力、变形乃至裂纹。发明内容[0003]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供非均匀工件均衡热处理的方法，在热处理加热时对工件的厚大部位(如工件的残留冒口根)进行强制加热，形成厚大部位向薄壁部位的传热通道实现工件均匀加热的条件；在热处理淬火时对工件的厚大部位进行强制冷却，形成厚大部位向薄壁部位的冷却通道，从而实现工件均匀冷却。该方法可以减小工件在整个热处理过程中厚薄部位的温度差，提高工件各处的加热或冷却速度和温度的均匀性，有助于实现工件厚薄部位的组织和性能的一致性，同时降低工件的应力、变形程度，降低裂纹倾向。[0004]为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：非均匀工件均衡热处理的方法，包括以下步骤：[0005]1)、在非均匀壁厚工件热处理加热过程中，对工件的最厚大部位(如铸造工件的残留冒口根)施加强制热流输入进行强制加热，其余部位不加热或保持外表面绝热，形成厚大部位向薄壁部位的传热通道，热量通过被强制加热的最厚大部位传到