一种提高CrWMn合金钢耐磨性的深冷处理方法技术领域
本发明属于金属材料深冷处理技术领域的领域，涉及一种提高CrWMn合金钢耐磨
性的深冷处理方法。
背景技术
CrWMn钢是一种低合金钢，具有较高的淬透性、硬度和耐磨性。W能细化晶粒，改善
韧性。适用于制造截面较大、要求耐磨和一些精密的量具及复杂的冷作磨具，如拉刀、长丝
锥量规及形状复杂精度高的冲模。由于该钢淬火后组织内部含有一定数量的不稳定残余奥
氏体(18％-20％)，从而在使用过程中，尺寸稳定性、耐磨性较差，从而导致加工精度降低甚
至报废。
工业中一般把材料经过普通的热处理后进一步冷却到零摄氏度以下某一温度(通
常为-100～-196℃)的处理方法称为深冷处理,它是常规热处理的延续，低温处理技术的一
个分支。深冷处理可以使材料的微观组织结构产生变化，从而达到提高或改善材料性能的
一种新技术。在宏观上表现为材料的耐磨性，尺寸稳定性，抗拉强度，残余应力等方面的提
高，而且深冷处理操作方便可实行大范围内工业应用和推广。本文对CrWMn合金钢不同保温
时间下进行深冷研究，并和常规热处理相结合，研究不同工艺对该材料的微观组织和耐磨
性的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高CrWMn合金钢耐磨性的深冷处理方法。
技术方案如下：
一种提高CrWMn合金钢耐磨性的深冷处理方法，步骤如下：将退火态的CrWMn合金
钢加热到830℃，保温2小时，油淬到室温，进行深冷处理，然后升温到室温，再进行低温回
火。
进一步，所述深冷处理的方法如下：以2～5℃/min的降温速度降到-180℃～-196
℃，保持1～24小时。
进一步，在深冷处理时，所采用的深冷介质为液氮。
进一步，所述升温到室温的方法如下：以2～5℃/min的升温速率升温到室温。
进一步，所述低温回火的温度为150℃，并在150℃下保持2小时。
本发明的积极效果如下：
本发明提供了一种提高CrWMn合金钢耐磨性的深冷处理方法，本发明处理的CrWMn
钢比原材料具有更好的物理和机械性能，其具有更高的尺寸稳定性、更好的磨损性能等优
点。本文中，只需将退火态的CrWMn钢加热到830℃，保温2小时，油淬到室温，然后以2～5℃/
min的降温速率降到-180℃～-196℃，保温1～24小时，然后以2-5℃/min的升温速率到升温
到室温，再进行150℃低温回火，保温2小时，工艺结束。本发明中工艺简单、可操作性强，成
本相对较低，在机械制造、刀具领域具有广泛用途。本发明选用液氮作为冷却介质，液氮具
有清洁无污染的特点，解决了环境污染所带来的的一切后顾之忧，并且液氮来源广泛，可实
行大范围的应用。
附图说明
图1为实施例1处理的CrWMn合金钢扫描电镜放大2000倍的SEM照片；
图2为实施例3处理的CrWMn合金钢扫描电镜放大3000倍的SEM照片；
图3为实施例6处理的CrWMn合金钢扫描电镜放大5000倍的SEM照片；
图4为实施例7处理的CrWMn合金钢扫描电镜放大2000倍的SEM照片；
图5为实施例1～7样品的摩擦系数曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
将退火态的CrWMn钢加热到830℃，保温2小时，油淬到室温，然后以5℃/min的降温
速率降到-196℃，然后以5℃/min的升温速率到升温到室温，再进行150℃低温回火，保温2
小时,制得样品。如图1扫描电镜所示，其组织主要是残余奥氏体和马氏体，马氏体为粗大的
板条状，板条取向清晰有序，宽度高达2-3μm。
实施例2
将退火态的CrWMn钢加热到830℃，保温2小时，油淬到室温，然后以5℃/min的降温
速率降到-180℃，保温1小时，然后以5℃/min的升温速率到升温到室温，再进行150℃低温
回火，保温2小时，制得样品。
实施例3
将退火态的CrWMn钢加热到830℃，保温2小时，油淬到室温，然后以2℃/min的降温
速率降到-196℃，保温2小时，然后以2℃/min的升温速率到升温到室温，再进行150℃低温
回火，保温2小时，制得样品。如图2所示，马氏体晶粒变细，并且马氏体之间弥散析出大量的
颗粒状碳化物。
实施例4
将退火态的CrWMn钢加热到830℃，保温2小时，油淬到室温，然后以3℃/min的降温
速率降到-196℃，保温4小时，然后以5℃/min的升温速率到升温到室温，再进行150℃低温
回火，保温2小时，制得样品。
实施例5
将退火态的CrWMn钢加热到830℃，保温2小时，油淬到室温，然后以3℃/min的降温
速率降到-180℃，保温6小时，然后以3℃/min的升温速率到升温到室温，再进行150℃低温
回火，保温2小时，制得样品。
实施例6
将退火态的CrWMn钢加热到830℃，保温2小时，油淬到室温，然后以5℃/min的降温
速率降到-196℃，保温8小时，然后以5℃/min的升温速率到升温到室温，再进行150℃低温
回火，保温2小时，制得样品。如图3所示，马氏体之间相互交叉，并且析出的碳化物越来越
大。
实施例7
将退火态的CrWMn钢加热到830℃，保温2小时，油淬到室温，然后以3℃/min的降温
速率降到-196℃，保温12小时，然后以3℃/min的升温速率到升温到室温，再进行150℃低温
回火，保温2小时，制得样品。如图4所示，马氏体粒径变得细长，且析出的碳化物遍布基体之
上。
实施例8
将退火态的CrWMn钢加热到830℃，保温2小时，油淬到室温，然后以5℃/min的降温
速率降到-196℃，保温24小时，然后以5℃/min的升温速率到升温到室温，再进行150℃低温
回火，保温2小时，制得样品。
表1不同实施例提升的CrWMn钢的性能参数
摩擦学性能是在MFT-5000摩擦试验机上进行的，实验参数为载荷20kg、线速度
8mm/s，往复距离5mm，时间10min,如图5所示摩擦系数，经过深冷处理，材料的摩擦系数降
低，且整体的摩擦系数值也比较低。