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CN109402341A - 一种提高gh738自锁螺母锁紧性能的热处理方法 - Google Patents

一种提高gh738自锁螺母锁紧性能的热处理方法 Download PDF

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CN109402341A
CN109402341A CN201811507159.7A CN201811507159A CN109402341A CN 109402341 A CN109402341 A CN 109402341A CN 201811507159 A CN201811507159 A CN 201811507159A CN 109402341 A CN109402341 A CN 109402341A
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CN
China
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temperature
heat treatment
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locking nut
blank
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Application number
CN201811507159.7A
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刘勇德
樊开伦
裴烈勇
王运兰
戴爱丽
徐韬
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Guizhou Aerospace Precision Products Co Ltd
Original Assignee
Guizhou Aerospace Precision Products Co Ltd
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种提高GH738自锁螺母锁紧性能的热处理方法，该方法在采用固溶态原材料镦制成坯件后进行高温短时退火处理，将坯件表层因镦制而细化的晶粒调整至标准要求的2～6级范围内，同时最大限度保留镦制产生的变形强化效果，再经过稳定化和时效处理后，使产品本身强度较常规热处理方法提升一个等级。另外，短时间的热处理可以得到相对较细的晶粒度，避免因长时间保温而造成的晶粒粗大现象。

Description

一种提高GH738自锁螺母锁紧性能的热处理方法
技术领域
本发明涉及一种提高GH738自锁螺母锁紧性能的热处理方法，属于标准件热处理技术领域。
背景技术
GH738是以γ′相沉淀硬化的镍基高温合金，具有良好的耐燃烧腐蚀能力，较高的屈服强度和疲劳性能。该合金广泛用于航空发动机燃气轮机，用作涡轮叶片及涡轮盘转动部件、紧固件等，使用温度可达815℃。虽然由于其含钴量较高、限制了该合金的大量使用，但在某些特定部位使用，目前仍是其他合金难以取代的，航空发动机自锁螺母紧固件中该合金仍然被大量使用。目前的GH738自锁螺母的技术要求有：1)硬度34～44HRC；2)晶粒度2～6级；3)锁紧性能(包括室温耐久试验、室温单周期试验、五次加载加热后室温下锁紧力矩试验)。GH738的标准热处理制度为：固溶+稳定化+时效，即(固溶)1080℃保温4小时，空冷+稳定化处理(840℃保温4小时)，空冷+时效处理(760℃保温16小时)。GH738的自锁螺母加工流程为:镦制坯件→固溶处理→机加工、收口→稳定化+时效热处理，按照常规热处理制度，镦坯后采用1080℃保温4小时进行固溶处理，然后进行稳定化+时效处理后，产品的锁紧性能很难保证(锁紧力矩小于要求值)。
经过长期的生产总结，发现自锁螺母的锁紧性能与很多因素有关，包括产品材料本身强度、表面处理质量、收口量等。在其他因素固定的情况下，产品材料本身强度的高低决定了产品锁紧性能，且在一定范围内成正比关系。GH738按照常规热处理制度处理后其本身强度不高，很难保证产品的锁紧性能。同时，由于GH738部分炉批次的原材料本身冶炼过程中杂质的控制不够严格，采用常规热处理方法(1080℃保温4小时固溶处理)处理后，常出现粗于2级的晶粒，不符合标准要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高GH738自锁螺母锁紧性能的热处理方法，该方法能够有效调整自锁螺母晶粒度，使之满足产品要求，同时最大限度保留产品加工硬化效果，从而提高产品强度，解决了通过常规热处理方法产品锁紧性能不合格的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种提高GH738自锁螺母锁紧性能的热处理方法，包括以下步骤：
(1)高温短时退火：将镦制后的自锁螺母坯件在炉温为850±10℃时入炉，快速升温至退火加热温度进行退火处理，退火加热温度为1080±10℃，保温5～7min，保温结束后油冷；
(2)稳定化处理：将坯件放入炉中，在840±10℃的温度下保温4小时；
(3)时效处理：将坯件放入炉中，在760±10℃的温度下保温16小时。
上述方法中，所述退火热处理采用真空油淬炉，炉温均匀性为±10℃，控温精度为±1℃。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明是在采用固溶态原材料镦制成坯件后进行高温短时退火处理，将坯件表层因镦制而细化的晶粒调整至标准要求的2～6级范围内，同时最大限度保留镦制产生的变形强化效果，再经过稳定化和时效处理后，使产品本身强度较常规热处理方法提升一个等级。另外，短时间的热处理可以得到相对较细的晶粒度，避免因长时间保温而造成的晶粒粗大现象。由于材料的性能由组织决定，细晶粒相对粗大晶粒其材料的常温力学性能更优异。因此，采用本发明处理后的产品其常温锁紧性能更好。本发明通过对产品晶粒度以及本身强度的改善，解决了GH738自锁螺母锁紧性能偏低的技术难题。因此，本发明可在航空发动机的GH738自锁螺母领域进行推广。
具体实施方式
本发明的实施例：提高GH738自锁螺母锁紧性能的热处理方法，包括以下步骤：
(1)高温短时退火：将镦制后的自锁螺母坯件在炉温为850℃时入炉，快速升温至退火加热温度进行退火处理，退火加热温度为1080℃，保温6min，保温结束后油冷；所述退火热处理采用真空油淬炉，炉温均匀性为±10℃，控温精度为±1℃；
(2)稳定化处理：将坯件放入炉中，在840℃的温度下保温4小时；
(3)时效处理：将坯件放入炉中，在760℃的温度下保温16小时。
本发明是在采用固溶态原材料镦制成坯件后进行高温短时退火处理，将坯件表层因镦制而细化的晶粒调整至标准要求的2～6级范围内，同时最大限度保留镦制产生的变形强化效果，再经过稳定化和时效处理后，使产品本身强度较常规热处理方法提升一个等级。另外，短时间的热处理可以得到相对较细的晶粒度，避免因长时间保温而造成的晶粒粗大现象。

Claims (2)

1.一种提高GH738自锁螺母锁紧性能的热处理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)高温短时退火：将镦制后的自锁螺母坯件在炉温为850±10℃时入炉，快速升温至退火加热温度进行退火处理，退火加热温度为1080±10℃，保温5～7min，保温结束后油冷；
(2)稳定化处理：将坯件放入炉中，在840±10℃的温度下保温4小时；
(3)时效处理：将坯件放入炉中，在760±10℃的温度下保温16小时。
2.根据权利要求1所述的提高GH738自锁螺母锁紧性能的热处理方法，其特征在于：所述退火热处理采用真空油淬炉，炉温均匀性为±10℃，控温精度为±1℃。
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