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行業應用案例

【干貨】鍛件余熱熱處理,內有實用案例哦!

作者:    瀏覽:405    發布時間:2017-2-7 9:57:12

       余熱利用的意義

       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。




       熱模鍛余熱熱處理

       鍛造后利用鍛件自身熱量直接進行熱處理,余熱熱處理一般有以下3種方式。

       1、鍛后進行余熱均溫熱處理。鍛件成形后直接送入熱處理爐,仍按常規的熱處理工藝進行,均溫后鍛件不同部位溫度一致,可縮短保溫時間,這種方法稱為余熱均溫熱處理。對于形狀復雜,特別是截面變化大的鍛件采用該工藝可以確保鍛件質量穩定。

       2、鍛后直接余熱熱處理。鍛件成形后利用鍛造余熱直接進行熱處理,把鍛造和熱處理緊密結合在一起,節省了普通熱處理需要重新加熱造成的大量能耗浪費。

       3、鍛后利用部分余熱進行熱處理。鍛件成形后將鍛件冷卻到600~650℃左右,然后將鍛件再加熱到所需要的溫度進行熱處理。此方法可以細化到晶粒,又節約了把鍛件從室溫加熱到600~650℃的能耗,一般適用于對晶粒度要求高的鍛件。




       重點來說鍛造余熱淬火

       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。



       余熱淬火工藝的控制要點

       1、穩定可控的加熱系統。坯料的加熱系統為中頻感應加熱、紅外測溫儀和三通道溫度分選系統,可方便的控制加熱溫度和分選加熱溫度不合格的坯料。

       2、確定合適的淬火溫度,并能有效加以控制。合適的鍛造余熱淬火溫度需根據試驗確定,實際操作中可通過控制鍛造加熱溫度、鍛后停留時間來實現,鍛后停留時間推薦碳鋼不大于60s、合金鋼在20~60s之間。配置紅外測溫儀和溫度分選系統,將低于淬火溫度的鍛件分選出去;當鍛造加熱溫度穩定、鍛造過程也穩定時可配置工序時間測量和報警系統,通過控制工序時間達到控制淬火溫度的目的。

       3、良好的淬火系統。在保證淬火效果的前提下選擇冷卻能力較慢的淬火劑,以防止嚴重淬火變形和開裂。由于鍛造余熱淬火溫度比普通淬火溫度高,因此鍛件淬透性好,故碳鋼和合金鋼一般選用油或PAG淬火劑。淬火槽應有足夠的容積,冷卻時間可控,另外還要配置淬火介質循環、冷卻系統和加熱裝置,淬火介質溫度自動控制,還應配置抽風裝置。加強對淬火介質的維護,定期檢測淬火介質的冷卻性能,清理液槽及循環系統中的氧化皮等雜質,保持淬火介質的清潔。

       4、淬火后的回火和回火爐的配置位置。鍛件淬火后其內部存在較大應力,導致放置過程中產生較大變形甚至開裂。為防止淬火后零件變形和開裂,淬火后鍛件應及時回火。鍛件淬火后可擱置時間與鍛件材料、形狀和環境溫度有關,需根據試驗確定。為節約能源和提高回火爐的利用率,降低保溫能耗,采用余熱淬火的鍛件一般在熱處理車間集中回火。



       應用實例:(微型車曲軸利用余熱淬火)

       某微型車曲軸鍛件材料為40CrH(GB/T5216-2004),該鍛件熱處理技術要求,鍛件經過調質處理后,金相組織在1~4級之間,硬度為241~285HBW。普通調質工藝為鍛件成形后空冷至室溫,然后加熱至850℃,保溫一定時間后在濃度為10%的PAG淬火劑中淬火,然后進行回火,在連續式調質線進行調質處理。

       鍛造余熱淬火工藝為鍛件成形后在淬火油中淬火,淬火后的鍛件在連續式回火爐中集中進行回火。經檢驗,采用鍛造余熱淬火工藝生產,各種性能指標滿足客戶要求。采用余熱淬火工藝生產,省去了普通調質的淬火加熱工序,可節約淬火加熱用電259kWh/t,同時簡化了工藝,縮短了生產周期。

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