箱式电阻炉热处理CB7CU-1 材质沉淀硬化工艺的探索

冯振川   英红存    李俊芳
（石家庄大成冀台机械有限公司）

摘要；CB7CU-1材质对应国标牌号ZG 0Cr17Nbi4CU4Nb沉淀硬化型不锈钢,该钢经固溶处理后再沉淀硬化可达到375HB的硬度和大于1205以上的抗拉强度。我公司在开发一种尺寸要求极严的产品LFNG 时，公差±0.03mm, 沉淀硬化后硬度达到了硬质合金硬度,按正常热处理流程，沉淀硬化后再加工非常困难且达不到公差要求。而且按原沉淀硬化工艺处理达不到硬度及抗拉强度的要求；经过调整热处理工艺，及操作细节，各项指标均满足顾客质量要求。
关键词；CB7CU-1  沉淀硬化热处理

概述：0Gr17Ni4Cu4b 是GB1220-92中规定的马氏体沉淀硬化不锈钢，通常简称17-4PH。17-4PH 特点是含碳量低，含Cr和Ni量高，所以耐腐蚀性好。又由于其含有较多的Cu和Nb等合金元素，而这些合金元素能在热处理的金相变化中沉淀析出强化晶粒组织结构，故又具有很高的强度和硬度。沉淀硬化型不锈钢的力学性能主要是靠热处理来调节实现的，因此此类钢的热处理工艺对加热温度和保温时间及冷却方式要求和高，需进行严格控制，否则力学性能会产生和大不同。

原因分析：
该材质Cu、Nｂ含量较高、熔点较低，通过沉淀硬化析出细化晶粒组织，提高硬度，但按工艺处理硬度普遍偏低。按正常工处理很难保证尺寸要求。
CB7CU-1化学成分表

制定工艺时，参考标准规范；固溶1050±20℃，保温1小时水冷，沉淀硬化440±14℃保温2小时空冷，硬度都在340-360HB之间，硬度达不到，而且无法加工。
后来考虑固溶后先加工再沉淀硬化的办法进行试验，但对尺寸及表面影响很大，达不到要求。
试验方案：成立QC小组后生产部、技术部、质管部共同想办法解决遇到的难题，首先技术部冯振川工程师查阅大量资料后将淀硬化工艺进行了调整482±14℃，结果硬度达到了370HB左右。

热处理使用车间45KW箱式炉固溶处理后抛丸---酸洗---机加工---沉淀硬化[310S材质焊密封桶—为防止使产品氧化，导致变形、磕碰产品用15-10mm厚针刺保温棉包裹，桶盖用耐火水泥封好后装炉处理，保温3小时］，出炉后环境温度15度以上时，将包裹保温棉及时拆开风扇下降温强制降温。
因该产品Cu和Nｂ含量比较高分别为2.52—3.10；和0.152-0.34，这两种化学成分熔点低沉淀硬化后析出强化了晶粒结构，故获得了较高的硬度和强度。后附报告及照片

结语：经测试尺寸无变化取得了很好的效果。

材质CB7CU-1报告均合格。见下表

参考文献：
（1） ASTM A747/A747M-07  FMS 20B18
（2）杨玉团论文：17-4沉淀硬化不锈钢的热处理工艺改进。