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锻造余热知识大全

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锻造余热知识大全

发布日期:2018-09-03 作者:威光节能 点击:

1.什么是锻造余热

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。


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。


2.锻造余热特点

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;


(2)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;


(3)缩短生产周期

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;


(4)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。


3.工艺路线

(1)亚共析钢

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。


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)过共析钢

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)具的耐磨性,从而提高了其使用寿命。


另外,高温回火后的硬度只比球化退火的略高一点,对机加工影响不大,因此锻造余热淬火+高温回火可取代球化退火作为预备热处理,这样还可节省电能、工时,大大提高设备利用率。

新的加工路线是:

锻造成形→余热淬火→高温回火→粗加工→淬火→低温回火→精加工。


采用锻造余热淬火工艺后,在提高产品质量的前提下,减少了传统淬火工艺中的一次加热过程,节约了大量的能源消耗。由于便于实现流水线生产,不仅使生产周期大大缩短,生产效率得到显著提高,而且大幅度减轻了工人的劳动强度,同时获得了显著的经济效益。生产实践表明,这项技术极具推广价值。锻造余热淬火既适于少批量生产,又适于大批量生产,所以对各种需锻热的零件应进行性能研究、检测及验证。

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