1.什么是鍛造余熱

鍛件的常規(guī)熱處理大多是在鍛件冷卻到室溫后，再按工藝規(guī)程將其重新加熱進(jìn)行的熱處理。而鍛造余熱淬火是鍛造后利用鍛件自身的熱量直接淬火，使鍛件的余熱得到充分利用。研究表明，與普通熱處理相比，鋼件經(jīng)鍛造余熱淬火后可大幅度提高力學(xué)性能，如硬度提高10%，抗拉強(qiáng)度提高3%～10%，伸長率提高10%～40%，沖擊韌度提高20%～30%。此外，經(jīng)鍛造余熱淬火后，鋼材具有很高的回火抗力，強(qiáng)化效果可保持到600℃以上。

鍛造余熱淬火的加熱溫度較高，一般為1050～1250℃，由于鍛件余熱的利用，免去了熱處理(正火和調(diào)質(zhì))的奧氏體化重新加熱過程，是一項(xiàng)很重要的熱處理節(jié)能措施，故在連桿、曲軸、凸輪軸、齒坯等汽車零件上得到廣泛應(yīng)用。

2.鍛造余熱特點(diǎn)

鍛造余熱淬火除了能簡化工藝及提高性能外，還具有以下特點(diǎn)：

(1)節(jié)約能源

鍛造余熱淬火由于省去了原調(diào)質(zhì)工藝中的鍛后正火以及調(diào)質(zhì)淬火兩道加熱工序，能顯著節(jié)約能源；

(2)節(jié)約鋼材

鍛造余熱淬火在保證足夠塑性的前提下可以提高鋼材的強(qiáng)度，從而減輕零件的質(zhì)量、節(jié)約鋼材；

(3)縮短生產(chǎn)周期

由于簡化了工序，省去了原工藝中的正火及調(diào)質(zhì)，故可顯著節(jié)約工時；

(4)便于機(jī)械加工

形變熱處理在生產(chǎn)上不易推廣的一個重要原因是在提高零件強(qiáng)度與硬度的同時還會改變其形狀，由于鍛軋成形不能保證零件的幾何精度，故在形變熱處理后還需進(jìn)行機(jī)械加工，但強(qiáng)度與硬度的提高為其后續(xù)進(jìn)行的機(jī)械加工增加了許多困難。但是，用鍛造余熱淬火及隨后的高溫回火來代替原來的調(diào)質(zhì)工藝卻不存在這方面的缺點(diǎn)。因?yàn)楦邷鼗鼗鸷蟮膹?qiáng)度與硬度并不高，不難進(jìn)行機(jī)械加工，故鍛造余熱淬火是較易推廣的一種形變熱處理工藝，并在生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用。

3.工藝路線

（1）亞共析鋼

重要的機(jī)械零件，其含碳量大多是屬于亞共析鋼范疇。這類零件的原加工路線是：

鍛造成形→正火→高溫回火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工。

現(xiàn)在利用鍛造成形后的余熱進(jìn)行淬火，然后再高溫回火，來取代原來的正火、高溫回火、調(diào)質(zhì)。新的加工路線調(diào)整為：

鍛造成形→余熱淬火→高溫回火→粗加工→精加工。

鍛造余熱淬火工藝參數(shù)對其強(qiáng)化效果有很大影響，其中尤以鍛造溫度和鍛造后淬火前的停留時間影響最大。鍛造加熱溫度較低時，淬火后獲得的沖擊韌度較高，所以從獲得最佳強(qiáng)韌化效果出發(fā)，希望鍛造溫度不宜過高，對于中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼，鍛造加熱溫度應(yīng)控制在1220℃內(nèi)，以避免工藝過程中奧氏體的后續(xù)動態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。鍛造后淬火前的停留時間，是現(xiàn)場作業(yè)的重要工藝參數(shù)，隨停留時間的延長，鋼的硬度、強(qiáng)度和沖擊韌度同時降低，所以，鍛后應(yīng)立即淬火。如操作上確有困難，對碳鋼可有3～5s的停留，合金鋼停留時間可稍長。一般認(rèn)為，終鍛后至淬火前的停留時間不應(yīng)超過60s。另外，形變量對提高鍛造余熱淬火的硬度、強(qiáng)度是有利的，形變量越大，強(qiáng)化效果越好，對多元低合金鋼尤其是這樣。

（2）過共析鋼

冷作模具、刀具用鋼等都屬于過共析鋼，它們的原加工路線是：

鍛造成形→球化退火→粗加工→淬火→低溫回火→精加工。

球化退火—般約需20h，要耗費(fèi)大量電能，而且所得到的球狀碳化物較大，其平均直徑在1μm以上。試驗(yàn)證明，利用鍛造余熱淬火+高溫回火，獲得的碳化物顆粒較小，其平均直徑在0.3μm左右，而且高度彌散分布。眾所周知，碳化物的粒度及其分布狀態(tài)是影響刀(模)具耐磨性的主要因素之一，鍛造余熱淬火顯著提高了刀(模)具的耐磨性，從而提高了其使用壽命。

另外，高溫回火后的硬度只比球化退火的略高一點(diǎn)，對機(jī)加工影響不大，因此鍛造余熱淬火+高溫回火可取代球化退火作為預(yù)備熱處理，這樣還可節(jié)省電能、工時，大大提高設(shè)備利用率。

新的加工路線是：

鍛造成形→余熱淬火→高溫回火→粗加工→淬火→低溫回火→精加工。

采用鍛造余熱淬火工藝后，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，減少了傳統(tǒng)淬火工藝中的一次加熱過程，節(jié)約了大量的能源消耗。由于便于實(shí)現(xiàn)流水線生產(chǎn)，不僅使生產(chǎn)周期大大縮短，生產(chǎn)效率得到顯著提高，而且大幅度減輕了工人的勞動強(qiáng)度，同時獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)實(shí)踐表明，這項(xiàng)技術(shù)極具推廣價值。鍛造余熱淬火既適于少批量生產(chǎn)，又適于大批量生產(chǎn)，所以對各種需鍛熱的零件應(yīng)進(jìn)行性能研究、檢測及驗(yàn)證。

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