PDF《锻造余热淬火工艺的应用前景》

电话:13913915657;

E-mail:[email protected] 温度 / ℃ 时间 1250℃ 变形 淬火 图1锻造余热淬火工艺曲线 Fig.1 Process curve of forging heat quenching

195 2010 年9月Hot Working Technology 2010, Vol.39,No.18 材料热处理技术 Material &

Heat Treatment 零件名称 材料 工艺规程 σb /MPa ψ(%) αK/(J ・ cm-2 ) 硬度 (HRC) 拖拉机接盘

45 1100℃锻造成形,停留 30s,水淬,560℃保温,1.5h 回火

880 47

58 27 普通淬火,840℃水淬,560℃保温,1.5h 回火

790 43

56 26

135 柴油机连杆 40Cr 1180℃锻造成形,停留 30s,油淬,670℃保温,1.5h 回火

830 68

175 25 900℃正火,850℃油淬,620℃保温,1.5h 回火

770 66

160 22 拖拉机吊钩 45Cr 1200℃锻造成形,停留 30s,水淬,580℃保温,1.5h 回火

1130 37

88 36 850℃油淬,600℃保温,1.5h 回火

1000 45

57 22 履带链板 40Mn 1200℃锻造成形,停留 30s,油淬,600℃保温,1.5h 回火

870 δ=20

89 28 830℃水淬,600℃保温,1.5h 回火

800 δ=21

85 24 高强螺母 20CrMn 1200℃锻造成形,停留 30s,油淬,600℃保温,2h 回火

870 74 -

22 880℃正火,880℃油淬,600℃保温,2h 回火

730 73 -

17 表1几种零件锻造余热淬火与普通淬火力学性能的比较 Tab.1 Comparison of mechanical prpperties between forging remaining heat quenching and normal quenching for several parts (4) 缩短生产周期:以135 柴油机 40Cr 钢连杆 为例,原工艺为:下料→油炉加热→热模锻→空冷→ 正火→清理→调质→强化抛丸→机械加工→成品, 改为锻造余热淬火后的工艺为: 下料→中频穿透加 热→热模锻→锻造余热淬火→高温回火→强化抛丸 →机械加工→成品.由于简化了工序,省去了原工艺 中的正火及调质,故可显著节约工时. 过去一般从 投料经锻造、热处理到入库需 3~6 天,采用锻造余 热淬火后可减少到 1~2 天, 生产效率提高了

3 倍, 大大缩短了生产周期. (5) 便于机械加工: 形变热处理在生产上不易 推广的一个重要原因是在提高零件强度与硬度的同 时还会改变其形状, 由于锻轧成形不能保证零件的 几何精度, 故在形变热处理后还需进行机械加工, 但强度与硬度的提高为其后续进行的机械加工增加 了许多困难. 但是,用锻造余热淬火及随后的高温 回火来代替原来的调质工艺却不存在这方面的缺 点. 因为高温回火后的强度与硬度并不高, 不难进 行机械加工, 故锻造余热淬火是较易推广的一种形 变热处理工艺,并在生产上得到了广泛的应用.

2 锻造余热淬火 2.1 亚共析钢锻造余热淬火工艺及应用 重要的机械零件,其含碳量大多是属于亚共析钢 范畴. 这类零件的原加工路线是:锻造成形→正火→ 高温回火→粗加工→调质→精加工. 现在利用锻造 成形后的余热进行淬火,然后再高温回火,来取代原 来的正火、高温回火、调质.新的加工路线调整为:锻 造成形→余热淬火→高温回火→粗加工→精加工. 表1是从生产实际中采集的不同钢号的机械零 件, 经锻造余热淬火后的力学性能与普通淬火后的 力学性能的比较. 锻造余热淬火工艺参数对其强化效果有很大影 响, 其中尤以锻造温度和锻造后淬火前的停留时间 影响最大. 锻造加热温度较低时, 淬火后获得的冲 击韧度较高,所以从获得最佳强韧化效果出发,希望 锻造温度不宜过高, 对于中碳低合金结构钢, 锻造 加热温度应控制在 1220℃内,以避免工艺过程中奥 氏体的后续动态再结晶的发生. 锻造后淬火前的停 留时间,是现场作业的重要工艺参数,随停留时间的 延长, 钢的硬度、 强度和冲击韧度同时降低, 所以, 锻后应立即淬火. 如操作上确有困难, 对碳钢可有 3~5s 的停留,合金钢停留时间可稍长. 一般认为, 终锻后至淬火前的停留时间不应超过 60s. 另外,形 变量对提高锻造余热淬火的硬度、 强度是有利的, 形变量越大, 强化效果越好, 对多元低合金钢尤其 是这样. 2.2 过共析钢锻造余热淬火工艺及应用 冷作模具、刀具用钢等都属于过共析钢,它们的 原加工路线是: 锻造成形→球化退火→粗加工→淬火→低温回火→精加工. 球化退火―般约需 20h,要 耗费大量电能,而且所得到的球状碳化物较大,其平 均直径在 1μm 以上. 试验证明,利用锻造余热淬火 + 高温回火,获得 的碳化物颗粒较小, 其平均直径在 0.3μm 左右,而 且高度弥散分布. 众所周知,碳化物的粒度及其分 布状态是影响刀(模)具耐磨性的主要因素之一,锻 造余热淬火显著提高了刀(模)具的(下转第