PDF《锻造余热淬火工艺的应用前景》

下半月出版 《热加工工艺》

2010 年第

39 卷第

18 期 材料热处理技术 Material &

Heat Treatment 锻件的常规热处理大多是在锻件冷却到室温 后, 再按工艺规程将其重新加热进行的热处理.

而 锻造余热淬火是锻造后利用锻件自身的热量直接淬 火, 使锻件的余热得到充分利用. 研究表明, 与普 通热处理相比,钢件经锻造余热淬火后可大幅度提 高力学性能,如硬度提高 10%,抗拉强度提高 3%~ 10%,伸长率提高 10%~40%,冲击韧度提高 20%~ 30%. 此外, 经锻造余热淬火后,钢材具有很高的回 火抗力, 强化效果可保持到 600℃以上. 本文对目 前生产上应用最广的锻造余热淬火工艺进行分析.

1 锻造余热淬火的特点 锻造余热淬火的加热温度较高,一般为 1050~ 1250℃,由于锻件余热的利用,免去了热处理(正火 和调质)的奥氏体化重新加热过程,是一项很重要的 热处理节能措施, 故在连杆、曲轴、凸轮轴、齿坯等 汽车零件上得到广泛应用. 图1是锻造余热淬火工艺示意图. 锻造余热淬 火不能简单地看成是高温形变淬火, 因为一般情况 下,虽然锻造余热淬火工件的始锻温度比较高,但终 锻温度却会有很大的差异, 温度较高时再结晶比较 容易进行,而温度较低的再结晶速度就会很慢. 此 外在锻造成形后还需要切边和整形, 这使得锻件必 须在高温处停留相当的时间才能进行淬火. 因此, 锻件在停留过程中所发生的再结晶程度也不尽相 同, 这样在淬火时, 锻件有可能仍保留一定的形变 强化效应, 也可能因再结晶程度比较彻底而使形变 强化效应消失殆尽. 这两种情况都属于锻造余热淬 火,但显然后者不能认为是形变热处理范畴. 锻造余热淬火除了能简化工艺及提高性能外, 还具有以下特点: (1) 节约能源: 锻造余热淬火由于省去了原调 质工艺中的锻后正火以及调质淬火两道加热工序, 能显著节约能源. 在此,仅以电加热为例,由于省略 了调质淬火加热工序, 每吨锻件可节电约

400 kW ・ h. 一般调质件在调质淬火前往往还需要进行一次正 火,若将省略正火加热工序也考虑进去,则每吨锻件 应可节电 850kW ・ h. (2) 另外采用锻造余热淬火工艺时, 锻坯的加 热一般采用连续加热炉, 与锻造车间通常采用的周 期式炉相比,热效率要高,燃料消耗低. (3) 节约钢材: 锻造余热淬火在保证足够塑性 的前提下可以提高钢材的强度, 从而减轻零件的质 量、节约钢材. 如美国福特汽车公司生产的汽车板簧, 改用锻造余热淬火生产后,由原来的

14 片(77kg)减至

7 片(52kg),节约钢材 32%. 另外由于锻造余热淬火 可以显著提高钢的淬透性,故原采用水淬的,可改用 油淬;

原采用合金结构钢的可改用普通碳素结构钢, 这样还可节省昂贵的合金元素,降低原材料的成本. 锻造余热淬火工艺的应用前景 Application Prospects of Forging Remaining Heat Quenching 吴元徽 (南京工业职业技术学院 机械系, 江苏 南京 210046) 摘要:论述了锻热淬火工艺的强韧化机理,介绍了确定不同类型钢件锻热淬火工艺参数的方法,并对其优点和经 济效益进行了分析,指出锻热淬火可获得良好的金相组织和综合力学性能. 关键词:锻热淬火;

调质;

节能 中图分类号:TG156.3 文献标识码:B 文章编号:1001-3814(2010)18-0195-02 收稿日期:2010-03-09 作者简介:吴元徽(1963- ),男,安徽歙县人,副教授,高级工程师,主要从 事金属材料及热处理研究;