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35CrMo水空交替淬火工藝試驗

我公司最近承攬一批集團內部鋼拉桿零件熱處理,該零件材質為35Cr長度2~12m,直徑為80mm,因零件尺寸太長,如果采用油淬火,所需淬火油約100t,一次性投入太大。而且零件尺寸較大,淬火時會產生大量油煙,對環(huán)境污染很大,經綜合考慮采用水空交替淬火替代油淬火。為保證獲得最佳工藝,確保工藝成功率,與上海交通大學合作,采用同種材料、同種規(guī)格的試棒進行了3次工藝試驗。

1、試驗工程

工藝試驗如下:材料尺寸為φ 80mm×300mm,將試樣編號為1#、2#、3#,并分別作標記。取樣部位:半徑1/2R ,圓棒長度方向100~200mm,軸向取樣。淬火加熱工藝:860℃×2h;回火工藝:560℃×3h。淬火冷卻工藝見表1。


水空交替淬火的核心在于水空交替的時間,既能得到淬火馬氏體又能保證淬火溫度盡量低,盡量減少淬火應力。35CrMo在760℃左右從奧氏體中開始有鐵素體析出,在720℃左右開始析出珠光體,680℃時轉變完成,馬氏體轉變溫度在360℃左右,所以首次空冷必須保證零件溫度在760℃以上進行水冷,二次空冷時零件最高溫度在360℃以下,才能保證該零件能得到淬火馬氏體。

2、零件檢測

該零件技術要求是保證零件力學性能,對硬度無要求,具體要求如下:在1/2R 部位取樣。檢測項目見表2。


將尺寸φ 80mm×300mm試樣進行淬火、回火處理。然后在軸向中間部位截取100mm長度,在1/2R 處沿軸向取樣,具體取樣位置如圖1所示。

按照《GB/T228-2002金屬材料 室溫拉伸試驗方法》和《GBT229-2007金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》規(guī)范要求,在拉伸試驗機上進行拉伸試驗,在沖擊試驗機上進行沖擊試驗,結果見表3。


3、試驗結果

從試驗數據分析1#、2#工藝達到技術要求,3 #工藝未達到技術要求,2#工藝數據優(yōu)于1#工藝,最后決定采用2#工藝進行試生產,試驗零件如圖2所示。前三批零件檢驗數據見表4 。各項指標均達到了技術要求,質量穩(wěn)定可靠,圓滿完成工藝試驗。


4、試驗總結

要積極學習新工藝新方法,提高我們的工藝水平。減少環(huán)境污染,降低生產成本。在進行新工藝時,定要做好工藝試驗,以試驗數據為依據,選擇最佳工藝。進行工藝試驗時要循序漸進,先試樣,后小批量,最終實現量產,減少零件質量風險。

來源:河北鋼鐵集團宣工公司作者:劉振邦

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