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

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：

(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行機械加工，但強度與硬度的提高為其后續(xù)進行的機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。因為高溫回火后的強度與硬度并不高，不難進行機械加工，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、強度是有利的，形變量越大，強化效果越好，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，對機加工影響不大，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度，同時獲得了顯著的經(jīng)濟效益。生產(chǎn)實踐表明，這項技術(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)進行性能研究、檢測及驗證。

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