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中科宇杰:鍛造余熱熱處理常用工藝方法有哪些

  鍛造行業是能源消耗大戶,而鍛件熱處理又是鍛件生產中能源消耗大戶,約占整個鍛件生產總能耗的30%~35%。充分利用鍛造余熱進行熱處理,在節能降耗、提升效率等方面有著顯而易見的優勢,既節約能源、縮短工藝流程,又保護環境。

  在鍛造余熱熱處理中常用的工藝方法包含著哪些:

  一、鍛造余熱淬火

  鍛造余熱淬火是鍛件成形后,當其溫度高于Ar3或Ar3~Ar1之間的某一溫度時,淬入適當的淬火介質中,獲得馬氏體或貝氏體組織的工藝方法。

  鍛件經鍛造余熱淬火和回火處理后,不僅可以獲得較好的綜合機械性能,而且可以節省能源,簡化工藝流程、縮短生產周期,減少人員和節省淬火加熱爐的投資費用。

  鍛件經鍛造余熱淬火并高溫回火后,其強度與硬度一般均高于普通調質,而塑性與韌性比普通調質稍低(兩者回火溫度相同時)。若鍛造余熱淬火后,采用較高回火溫度(一般比普通調質的回火溫度高出40~80℃)后,其塑性和韌性與普通淬火相當或稍高。鍛件經鍛造余熱淬火后,在保持塑性和韌性的前提下明顯地提高了強度和硬度,另外由于其晶粒較普通淬火粗大,可改善材料的切削加工性能。

  二、鍛造余熱正火(退火)

  鍛造余熱正火(退火)是鍛件成形后,當溫度高于Ar3(對亞共析鋼)時,進入正火爐、冷卻箱或退火爐內進行正火或控制冷卻,得到正火組織。

  由于鍛造加熱溫度高,采用此方法處理后鍛件的晶粒較粗,一般用于預備熱處理,不適用對于晶粒度有較高要求的鍛件。同時,處理后得到的組織為珠光體+鐵素體平衡組織,粗晶粒在后續熱處理中不存在組織遺傳,晶粒可重新細化。

  三、鍛造余熱等溫正火

  鍛造余熱等溫正火是鍛件成形后,當溫度高于Ar3(對亞共析鋼)時急速冷卻,冷卻到等溫溫度后保溫一段時間后空冷至室溫。

  鍛件成形后溫度一般在900~1000℃,急冷速度一般控制在30~42℃/min,等溫溫度一般為550~680℃(具體需根據不同材質確定)。急冷是該工藝的關鍵工序,可通過調節冷卻風量、風速、風溫和風向,鍛件冷卻后溫度均勻。等溫溫度根據材料種類和要求的硬度確定,一般選在珠光體轉變曲線的鼻部以縮短等溫保溫時間。鍛造余熱等溫正火多用于滲碳齒輪鋼,例如SCM420H、SCM822H、SAE8620H和20CrMnTiH等。

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