鍛造余熱淬火屬于高溫形變熱處理，鍛件成形后，直接在一定溫度下投入淬火冷卻介質(zhì)冷卻以獲得淬火組織，并在合適溫度下回火，實(shí)現(xiàn)代替調(diào)質(zhì)熱處理，可省去一次淬火加熱工序。余熱淬火處理的鍛件不僅具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，而且成本降低，效率提高。我公司經(jīng)過不斷探索，目前已在鏈軌節(jié)等履帶部件產(chǎn)品上廣泛采用余熱淬火工藝，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中取得顯著成果。本文主要針對余熱淬火工藝質(zhì)量情況及控制要點(diǎn)進(jìn)行了介紹。
1.產(chǎn)品介紹
鏈軌節(jié)為工程機(jī)械履帶關(guān)鍵部件，見圖1，材質(zhì)為35MnB材料，每年生產(chǎn)約1000萬件。鏈軌節(jié)*厚處為附圖中A-A位置。
余熱淬火生???工藝流程為：下料→中頻加熱→鍛造→切邊沖孔→直接淬火→回火→探傷。
2.余熱淬火工藝質(zhì)量情況
余熱淬火后，鏈軌節(jié)各項(xiàng)檢測結(jié)果都能滿足技術(shù)要求。為表征余熱淬火工藝的質(zhì)量狀況，我們與傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)處理的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了對比，見表1。
從結(jié)果對比來看，兩種工藝下均得到回火索氏體組織。雖然余熱淬火晶粒度要粗于普通調(diào)質(zhì)工藝，但力學(xué)性能特別是沖擊韌性要明顯優(yōu)于普通調(diào)質(zhì)工藝。
鍛造棒料在高形變速率和形變量作用下，晶粒得到細(xì)化，位錯(cuò)密度增值率大大提高，產(chǎn)生大量位錯(cuò)纏結(jié)，形成位錯(cuò)遺傳，小角晶界增多。這也是為什么一般顯微鏡下觀察的晶粒度差的條件下，反而力學(xué)性能并沒有降低的原因。所以，在制定余熱淬火件的檢查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，晶粒度指標(biāo)要區(qū)別對待。
另外，由表2可見，在鏈軌節(jié)踏面*厚處，普通調(diào)質(zhì)處理的布氏硬度值相差大于20HBW，而余熱淬火處理的截面布氏硬度值則小于15HBW。從硬度均勻性方面說，余熱淬火工藝要好于普通調(diào)質(zhì)工藝。
表2 截面硬度分布情況對比
|
余熱淬火工藝
|
普通調(diào)質(zhì)工藝
|
|
序號(hào)
|
壓痕直徑/mm
|
HBW
|
壓痕直徑/mm
|
HBW
|
|
1
|
3.30
|
341
|
3.27
|
347
|
|
2
|
3.31
|
339
|
3.30
|
341
|
|
3
|
3.28
|
345
|
3.35
|
331
|
|
4
|
3.30
|
341
|
3.40
|
321
|
|
5
|
3.33
|
335
|
3.37
|
326
|
3.余熱淬火工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)
根據(jù)產(chǎn)品形狀及材料特征，在實(shí)施余熱淬火過程中，重點(diǎn)控制以下質(zhì)量要點(diǎn)。
（1）原材料控制。原材料的質(zhì)量嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，包括化學(xué)成分、低倍、偏析等。要求對原材料每個(gè)爐號(hào)進(jìn)行入廠理化檢測，確保原材料的質(zhì)量穩(wěn)定。
（2）選擇合理加熱溫度并實(shí)施嚴(yán)格的溫度控制。為避免棒料晶粒度的迅速長大，務(wù)必選擇合適的始鍛溫度，并嚴(yán)格控制棒料的重復(fù)加熱次數(shù)。在中頻加熱爐出口和淬火入油口安裝紅外測溫及分選裝置，保證溫度在要求范圍。
（3）淬火介質(zhì)的選擇。我公司選用好富頓快速淬火油，采用特殊設(shè)計(jì)噴淋機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工件的淬透，防范了開裂風(fēng)險(xiǎn)。通過循環(huán)換熱，實(shí)現(xiàn)油溫的有效控制。
（4）淬火后及時(shí)回火，超過規(guī)定時(shí)間報(bào)廢處理。
目前，我公司已具備鍛造余熱淬火線12條，每年采用該工藝處理的鍛件超過2.5萬t，可減少電能消耗1000萬kWh，生產(chǎn)流程簡化，取得良好的綜合效益。后續(xù)將逐步進(jìn)行其他底盤鍛造件的余熱淬火工藝推廣應(yīng)用。