发明创造名称：一种铁路车辆车轴预先等温退火的热处理方法
外观设计名称：
决定号：181618
决定日：2019-06-14
委内编号：1F254428
优先权日：
申请（专利）号：201610417909.6
申请日：2016-06-04
复审请求人：马鞍山钢铁股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：韩翻珍
合议组组长：余仲儒
参审员：张华
国际分类号：C21D9/28,C21D1/26,C21D1/28
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，该现有技术没有给出获得该区别技术特征的技术启示，并且也没有证据表明该区别技术特征属于本领域的公知常识，则在现有证据的基础上不能认为权利要求请求保护的技术方案相对于现有技术是显而易见的。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610417909.6，名称为“一种铁路车辆车轴预先等温退火的热处理方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为马鞍山钢铁股份有限公司，申请日为2016年6月4日，公开日为2016年8月24日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年4月20日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求第1-4项不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为2017年11月20日提交的权利要求第1-4项，申请日2016年6月4日提交的说明书第1-52段、说明书附图图1-图2、说明书摘要以及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种铁路车辆车轴预先等温退火的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法包括以下步骤：
（1）将铁路车辆车轴预先等温退火；
（2）将步骤（1）处理后的铁路车辆车轴进行一次或两次正火；
（3）将步骤（2）处理后的铁路车辆车轴进行回火；
步骤（1）中预先等温退火具体为：加热到第1段保温温度Ac3以上10℃～100℃，保温时间为2-5小时，快冷至第2段保温温度Ac1以下10℃～170℃，保温时间为2-4小时，随后空气冷却； 步骤（2）中一次正火的工艺为：正火的保温温度为Ac3以上10℃～80℃，保温时间为2-5小时；或，步骤（2）中所述两次正火的工艺为：第1次正火的保温温度为Ac3以上50℃～150℃，保温时间为2-5小时；第2次正火的保温温度为Ac3以上10℃～80℃，保温时间为2-5小时；步骤（3）中回火的保温温度为450℃～600℃，保温时间为2-6小时；
处理后的车轴晶粒度细于6级并且晶粒度级差控制为≤1.5级, 90%的产品晶粒度级差可控制≤1.0级；
步骤（2）中正火保温后在加速流动的空气中冷却或者在空气中用水雾加速冷却。
2. 根据权利要求1所述的铁路车辆车轴预先等温退火的热处理方法，其特征在于，步骤（1）中预先等温退火具体为：第1段保温温度为Ac3以上10℃～80℃；步骤（2）中所述的一次正火的工艺为：正火的保温温度为Ac3以上30℃～50℃；或，步骤（2）所述两次正火的工艺为：第1次正火的保温温度为Ac3以上90℃～120℃，第2次正火的保温温度为Ac3以上30℃～50℃。
3. 根据权利要求1所述的铁路车辆车轴预先等温退火的热处理方法，其特征在于，步骤（1）中等温退火的第1段保温温度为770℃-850℃，第2段保温温度为560℃-710℃；步骤（2）中所述的一次正火的工艺为：正火的保温温度为770-850℃，或步骤（2）所述两次正火的工艺为：第1次正火的保温温度为830-890℃，第2次正火的保温温度为770-850℃。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的铁路车辆车轴预先等温退火的热处理方法，其特征在于，
步骤（1）中等温退火的第1段保温温度为790℃-820℃，第2段保温温度为600℃-700℃；步骤（2）中所述的一次正火的工艺为：正火的保温温度为790-820℃；或步骤（2）中所述两次正火的工艺为：第1次正火的保温温度为850-870℃，第2次正火的保温温度为790-820℃。”
驳回决定认为：权利要求1与对比文件1（《铁路机车车辆科技手册 第三卷制造技术》，铁路机车车辆科技手册编委会编，第194-197页，中国铁道出版社，2002年5月第1版）相比，当权利要求1步骤（2）采取两次正火时，冷却方式为在加速流动的空气中冷却时，区别技术特征在于：等温退火为两段保温，限定了等温退火参数和处理后车轴晶粒度级别和级差。对于上述区别，锻件热处理过程容易出现粗晶、混晶等遗传组织是本领域的公知常识，采用退火消除避免遗传组织的出现是本领域的常规技术手段。对比文件1直接用锻后余热进行等温退火，本领域技术人员根据实际需要容易选择合适的等温退火第1段温度并确定合适的保温时间，处理后车轴晶粒度级别和级差是得到权利要求1技术方案的情况下带来的必然结果。当权利要求1步骤（2）采取一次正火时，区别技术特征在于：（1）等温退火为两段保温，限定了等温退火参数和处理后车轴晶粒度级别和级差；（2）采用一次正火。对于区别技术特征（1），与前述理由相同；对于区别技术特征（2），本领域技术人员根据车轴初始组织，可以对正火次数进行常规调整，冷却方式为常规选择。此外，当权利要求1采用在空气中水雾加速冷却时，所述冷却方式也是本领域的常规选择。因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-4的附加技术特征或被对比文件1公开或属于本领域的常规选择，因此也不具备创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年6月22日向国家知识产权局提出了复审请求，并未修改申请文件。
复审请求人认为：
（1）对比文件1指出“锻件热处理常用工艺，是正火、高温回火、正火加高温回火、不完全退火、完全退火、等温退火、球化退火、调质（淬火加高温回火）等”，仅是基本原理性质的描述，并未公开等温退火、正火的工艺顺序。对比文件1已经明确公开了其在锻造缓冷后采用“两正一回”的热处理工艺，并没有提出需要增加或减少起热处理工艺步骤或工序，对比文件1没有给出在“两正一回”前增加预先等温退火的技术启示；
（2）权利要求1是在车轴锻造缓冷之后、正火之前增加了预先等温退火步骤，该步骤与锻造缓冷工艺本身不相干，是多出的一个步骤，权利要求1只涉及车轴的热处理工艺，且车轴锻造后热校直和缓冷是常规手段，所以权利要求1没有必要提及之前的锻后缓冷工艺；对比文件1图4.2.1-1附图名称明确说明是50钢车轴锻后缓冷工艺，而不是锻后等温退火工艺，二者不等同，是完全不同的工艺。
（3）“锻件热处理过程中容易出现粗晶、混晶等遗传组织是本领域的公知常识”，但这并不能给出解决问题的启示，因为这种粗晶、混晶是热处理后发现的，但绝对不是“锻件热处理过程中”出现的，而是之前锻造过程中出现的。当现有技术存在产品显微组织不均匀、粗大现象时，本领域技术人员不可能轻而易举地知道现有技术存在的问题就是遗传组织造成的，更不能轻易地知道采用预先等温退火的权利要求1的技术方案能解决上述问题。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年6月29日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：
（1）复审请求人指出对比文件1锻造后700℃保温1.5h是用于矫直而非等温退火，对比文件1为50钢，其Ac3、Ac1分别约为760℃、725℃，且对比文件1公开了终锻温度大于800℃（与本申请所述Ac3以上10-100℃，即770-860℃部分重叠），也即在锻造阶段对应于等温退火加热到奥氏体相区的温度，而700℃（落入本申请所述Ac1以下10-170℃，即715-555℃范围内）保温1.5h。而本领域技术人员知晓，等温退火的定义为加热到奥氏体温度以上后，使钢组织转化为奥氏体，再冷却至稍低于奥氏体转化为珠光体的临界温度，使奥氏体组织转变为珠光体。因此，对比文件1锻造温度在奥氏体化温度范围内，等温温度在奥氏体向珠光体转化的温度范围内，故而，可以认定成一种利用锻造余热的等温退火。
（2）混晶是由组织遗传造成的是本领域公知常识（参见证据1《中厚板生产900问》，孙玮等，第727页，冶金工业出版社，2014年7月），因此，本领域技术人员面临混晶的问题时，容易想到通过热处理来解决该混晶问题。而采用等温退火等预备热处理方法来消除锻件的混晶组织是本领域的常规技术手段（参见证据2《齿轮制造手册》，《齿轮制造手册》编辑委员会编，第261页右栏第4段，机械工业出版社，1998年3月）。也即，本领域技术人员容易在锻造之后、热处理步骤之前，采用等温退火等预备热处理的方式来消除混晶组织。此外，本申请的等温退火参数是等温退火的常见参数要求（即加热奥氏体化阶段高于奥氏体化温度以上30-50℃，等温珠光体转换段稍低于奥氏体向珠光体转化的温度）。因此，本申请的等温退火的参数也不具备创造性。因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审审查决定。
二、决定的理由
1.关于审查文本
鉴于复审请求人在复审阶段未对申请文件进行修改，故本复审请求审查决定是以驳回决定所针对的文本为基础作出的，即2017年11月20日提交的权利要求第1-4项，申请日2016年6月4日提交的说明书第1-52段、说明书附图图1-图2、说明书摘要以及摘要附图。
2.关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，该现有技术没有给出获得该区别技术特征的技术启示，并且也没有证据表明该区别技术特征属于本领域的公知常识，则在现有证据的基础上不能认为权利要求请求保护的技术方案相对于现有技术是显而易见的。
具体到本案，权利要求1请求保护一种铁路车辆预先等温退火的热处理方法。对比文件1公开了50钢车轴的热处理方法，具体公开了以下内容（参见第196页第1.5.3节，锻件热处理工艺）锻件热处理常用的工艺，是正火、高温回火、正火加高温回火、不完全退火、完全退火、等温退火、球化退火、调质等。机车车辆产品车轴的锻后冷却和热处理，分别如图4.2.1-1至4.2.1-2所示：
对比文件1采用钢为50钢，本领域公知50钢的Ac1为725℃，Ac3为760℃。由此可见，权利要求1与对比文件1相比，区别技术特征至少在于：权利要求1限定了在正火步骤之前将车辆车轴预先等温退火，并具体限定了预先等温退火为两段保温及具体保温时间。基于上述区别技术特征，本申请实际解决的技术问题是如何减少粗晶组织使车轴显微组织均匀、细小。
对于上述区别技术特征，首先，对比文件1仅公开了50钢车轴的两正一回热处理工艺，并未公开热处理工艺包括预先等温退火步骤。本领域公知等温退火的定义为将钢件加热到临界温度以上保温，使其奥氏体化，然后冷却到稍低于Ar1温度进行等温，等温保持足够时间使奥氏体转变后，钢件即可出炉空冷或在炉缓冷。由上述定义可知，等温退火包括两次保温过程，而对比文件1虽然公开了终锻温度大于800℃，锻后缓冷工艺包括700℃×1.5h和300±20℃×3h两段保温，但300±20℃×3h的温度显然不满足等温退火的温度要求。因而，对比文件1的锻后缓冷工艺中所记载的温度并不满足等温退火的定义，其并不是驳回和前置意见中认定的属于锻造余热的等温退火，即对比文件1并未公开预先等温退火步骤。
其次，对比文件1第196页1.5.1还公开了锻件冷却和热处理的目的：（1）减少或消除锻造过程中产生的应力和降低硬度，提高金属的切削性能；（2）减少冷却过程中产生的温度应力、组织应力，预防锻件表面产生裂纹，同时可减少白点的产生；（3）细化、均匀化晶粒，消除或减少粗大网状碳化物的产生，形成细粒的球状珠光体等，以改善金属内部组织，为第二次热处理做好组织准备，以便使最终热处理获得所需的性能。由上述公开的内容可知，对比文件1锻件冷却的目的是（1）和（2）和热处理的目的是（3）。对比文件1图4.2.1-1公开的锻后缓冷工艺，其目的为上述（1）和（2），即对比文件1所公开的锻后缓冷所要解决的技术问题是减少或消除应力、降低硬度、提高金属的切削性能并减少冷却过程产生的温度应力和组织应力，其所要解决的技术问题与本申请所要解决的减少粗晶组织使车轴显微组织均匀、细小的技术问题不同。驳回决定和前置意见中虽然认为“对比文件1公开了终锻温度大于800℃（与本申请所述Ac3以上10-100℃，即770-860℃部分重叠），也即在锻造阶段对应于等温退火加热到奥氏体相区的温度，车轴锻后700℃×1.5h（温度落入Ac1以下10-170℃范围）保温实质是等温退火”，然而，合议组进一步核实，对比文件1所公开的终锻温度属于锻造阶段，其不同于锻后缓冷和热处理工艺，因此不能将其对应于本申请权利要求1的等温退火步骤的第1段保温温度Ac3以上10-100℃。由于对比文件1所公开的锻后缓冷工艺所要解决的技术问题是消除应力和降低硬度、提高金属切削性能，没有给出通过锻后缓冷细化、均匀化晶粒以改善金属内部组织的技术启示。因而，本领域技术人员没有动机测定该工艺处理后车轴的粗晶、混晶等遗传组织，进而不存在通过利用锻后余热实现等温退火消除遗传组织，更没有动机对锻后缓冷工艺的保温温度和保温时间进行选择。
此外，本申请权利要求1解决技术问题的关键在于在热处理工艺中在常规的“两正一回”或“一正回”步骤前增加预先等温退火步骤，即等温退火步骤后接着进行“两正一回”或“一正回”，而对比文件1的热处理工艺仅包括“两正一回”，并未记载也未给出在锻后缓冷工艺后接着进行“两正一回”热处理的技术启示。至于在驳回决定中引入的证据（《热处理工艺学》，刘宗昌等，第37-38页，冶金工业出版社，2015年8月），其公开了为了杜绝混晶现象，需要获得平衡组织再重新调质处理，以避免组织遗传，消除混晶现象，并没有给出通过锻后缓冷细化、均匀化晶粒以改善金属内部组织的技术启示。
驳回和前置意见中认为“锻件热处理过程中容易出现粗晶、混晶等遗传组织是本领域的公知常识，而采用等温退火等预备热处理方法来消除锻件的混晶组织是本领域的常规技术手段”，并提供证据1和2。然而，证据1和2均明确记载是在锻件热处理过程和热处理方法中对出现的混晶等遗传组织采取等温退火消除，即等温退火是在热处理过程消除混晶而非冷却工艺的技术手段。基于上述公知常识，本领域技术人员没有动机对对比文件1所公开的锻后缓冷工艺进行等温退火，无法通过改变缓冷工艺中的工艺参数消除锻件的混晶组织。
综上所述，驳回决定和前置审查意见书指出的权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备创造性的理由不能成立。在此基础上，驳回决定中指出的从属权利要求2-4不具备创造性的理由也不能成立。
根据上述事实和理由，合议组作出如下复审审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年4月20日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所针对文本的基础上对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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