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如何更好地完成大型锻件的控温淬火

发布时间:2018-10-30 点击数:835

       想要更好地对大型锻件进行控温淬火,要遵循以下这几点,依次按照每一步来正确合理地对大型锻件进行淬火,下列为大家列出来。

       1、找出最理想的控温曲线和工艺参数

       大型锻件在完成锻压工序后温度在950℃,对于45和50钢正处于奥氏体状态,晶粒粗大,如果直接淬火,得到的马氏体晶粒组织粗大,硬度偏高,塑性韧性下降,易淬裂。如风冷到650℃,使其发生珠光体转变,可使晶粒细化,强度和韧性均可得到提升。而后再升至820℃,使其再次奥氏体化,这样得到的奥氏体组织较之前的小,且大小均匀。并给予一定时间的奥氏体均匀化,淬火后得到的淬火马氏体组织较前者各方面性能提高很大,且不容易淬裂,锻造废品率大大下降。

       2、大型锻件高温控温技术研究以及控温炉研制

       大型锻件由于在体积、重量上都比较大,而且都是细长件,在长度方向上锻件截面变化非常大,两侧截面积有5000mm,而中心部分截面只有800mm,在850℃高温下锻件在炉内极易因自身重量分布不均而发生变形,锻件如果变形,那么淬火时由于冷却速度不一致,锻件就会顺着变形的方向发生更大程度的变形,其结果就是变形量超过了可以校正的量,而使锻件无法校正而成为废品。再者,由于锻件截面变化大,而且很长,在控温时很难保证其各截面的温度一致,如果锻件自身温差太大,将导致淬火时硬度散差大,硬度不均匀。我们和重庆长江电炉公司共同设计开发出了使用于我公司锻件能保证各部位温差较小的控温炉,将锻件自身温度散差控制在50℃以内。该电炉采用全纤维结构,炉顶分段可活动。内侧平铺两层硅酸铝纤维毯,再通过预焊的不锈钢铆固件固定预压缩高温高纯铝纤维模块,在模块上设有刚玉瓷件固定电阻带,炉底采用高铝定形砖固定电阻带。其表面喷涂一层特殊固化剂,使达到升温速度快,节能效果好;采用复合型节能炉衬:保温层+隔热层+耐火层组成,炉底部为非标定型抽出式加热板,非标砖与之配合;炉内侧墙、后炉门设有高铝瓷件固定电阻带。


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       3、完成大型复杂锻件防止变形淬火升降台的设计和生产

       由于长度方向上锻件截面变化非常大,各截面上热量相差很大,淬火时如果不能平稳的入水,锻件在热量相差大的截面上将会产生严重变形,更严重的还会开裂,同样导致锻件报废。我们将通过设计论证和现场模拟试验找到最合适的锻件入水方式,设计了一个淬火平台。锻件淬火时是平稳的放置在淬火台上的,这样可以确保锻件平稳、快速的淬火。

       4、完成淬火槽内部循环系统设计(冷却循环和破坏蒸汽膜)

       按照锻件平均重量为100kg计算,淬火时要在4min里交换的热量大约为15000kJ,而淬火液的温度只能保持在50℃以内,且淬火槽内部的温度散差不能超过10℃。淬火液温度超高会导致淬火失败,温度散差大会导致锻件淬火后硬度散差大,这些都会严重影响锻件质量,而淬火液温度超高还会直接导致淬火失败。如何在这么短的时间里能够快速冷却槽里面的液体,而且使其各个区域的温度散差不超过10℃,是我们必需解决的问题。我们通过换热的计算和动力学的计算,设计出了四管射流循环系统。即在离淬火区较远的冷水区域抽出冷水通过循环泵接到四只射流管,这四只射流管全部排在淬火区的下方,这样在淬火是射流管喷出的冷水能够很快的换掉淬火区的高温水,高温水再通过循环泵抽到外部的强冷循环系统。只所以把四只射流管全部排在淬火区下方,是为了在淬火使射出的水与槽内自然上升的热水一起形成一股水流集合向上来冲破锻件淬火时产成的蒸汽膜。这样不仅能保证大型锻件淬火槽中淬火液的温度均匀性,大量快速换热,还能有效解决了锻件表面蒸汽膜阻碍淬火的问题。

       5、工艺验证

       经过前期的几轮试验,我公司已经进行了量产,12Mn2VB转化为45和50钢进行余热控温淬火或者45和50钢的热处理调整为余热控温淬火的工艺,在该生产线生产的50钢前轴的机械性能、金相组织、晶粒度、脱碳层深度等热处理质量指标均满足前轴冶金技术要求,达到了与冷料再加热淬火相同的冶金质量水平。

       综上所述,为大家所列的这五点,能够很好地对大型锻件进行控温淬火,我公司还会继续研制新的工艺,望大家多多关注。



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