作者:金荣植
单位:哈尔滨汇隆汽车箱桥有限公司
来源:《金属加工(热加工)》杂志
热处理是大量耗能的加工过程,缩短热处理加热时间是节能的有效方法之一。碳钢和低合金钢施行零保温加热、亚共析钢加热到F+A两相区的不完全淬火都是可行的。
1.零保温淬火工艺
零保温时间,即取消或缩短结构钢的加热保持时间。对于碳素钢和低合金钢的单件加热升温,当炉子温度到达工艺指定温度即工件表面到达工艺温度时,工件即已透烧,而无需再额外增加透烧时间,这就是所说的“零”保温淬火。
对碳钢和低碳合金钢,如果产品形状比较简单,尺寸相对较小零件,完全可以采用零保温淬火,以达到高效节能的目的,既可以保证产品质量,以免过热过烧、氧化脱碳,又可以大大避免耗时、耗能的现象。
应用实例1:45钢锥齿轮零保温淬火工艺
锥齿轮,外形尺寸为φ32.93mm×20mm,内孔直径φ10mm,材料为45钢,要求调质硬度220~250HBW,齿部高频淬火硬度40~46HRC。
(1)原加工工艺路线。锻坯→正火→粗车→调质→机加工→高频淬火→磨削内孔,由于加工工序繁多,成本高。对此,取消正火和调质工序,直接进行淬火,不仅保证了产品质量,而且降低了生产成本。
(2)零保温淬火工艺及效果。(840±10)℃箱式炉加热,保温2min,水淬油冷;(320±10)℃保温1h回火。经检查齿部硬度41~44HRC,经磁粉探伤检查,未发现淬火裂纹,这是由于齿轮在(840±10)℃加热时,齿表面快速升温,齿心部还处于相变点以下,这时淬火避开了45钢淬火裂纹的危险尺寸,且变形小。其次,水淬油冷淬火方式,减小了淬火应力,减少了淬火开裂倾向。零保温淬火时,齿表面保温时间几乎是零,因而晶粒细小。用此工艺处理的3000余件齿轮,未发现一件裂纹,经抽查,硬度全部合格。
应用实例2:零保温正火工艺
内燃机中28种精铸零件要进行正火或调质处理。这些精铸零件具有以下特点:批量大,每年处理零件二百多万件;重量轻,单件重量0.021~1.33kg;材质均为ZG310-570;图样只有硬度要求。
(1)原正火工艺。原正火是按传统的加热公式τ=KαD计算加热时间,式中K=2.0,α=1.4~1.8,故加热时间长、耗电量大。精铸热处理工件每吨耗电量为1052kW·h/t。
(2)新工艺。通