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深冷處理之鍛軋鋼余熱控冷調(diào)質(zhì)工藝

鍛軋鋼余熱控冷調(diào)質(zhì)工藝簡(jiǎn)介

        鍛熱淬火是工件或者毛坯經(jīng)高溫鍛造后立即進(jìn)行淬火作業(yè)的復(fù)合熱加工工藝。它實(shí)際是在形變溫度（一般在1050-1250℃）較高的高溫形變淬火處理。

鍛熱淬火可簡(jiǎn)化工件生產(chǎn)過程中的熱加工工藝，節(jié)約能源，并具有提高鋼材材料強(qiáng)韌性能等優(yōu)點(diǎn)。與普通熱處理相比較，鋼材經(jīng)鍛熱淬火后可使各項(xiàng)力學(xué)性能分別提高：硬度+10%、抗拉強(qiáng)度+3%~10%、伸長(zhǎng)率+10%~40%、沖擊韌性+20%~30%。此外經(jīng)鍛熱淬火后，材料具有很高的回火抗力，強(qiáng)化效果可以達(dá)到600℃以上的溫度。

        鍛熱淬火的工藝參數(shù)，對(duì)強(qiáng)化效果有很大的影響，其中尤以鍛造溫度和鍛造后淬火前的停留時(shí)間影響巨大，高溫形變淬火過程中，形變后、淬火前的停留時(shí)間對(duì)鋼材強(qiáng)化效果有一定影響，其效果因?yàn)殇摬某煞植煌悾话阋?guī)律是，碳鋼或者低碳合金鋼要求鍛軋后立即淬火，對(duì)中合金鋼允許有一定時(shí)間停留，對(duì)高合金鋼需要長(zhǎng)時(shí)間停留，從而達(dá)到完善力學(xué)性能。深冷處理為了獲得好強(qiáng)韌效果，鍛造溫度嚴(yán)格控制不能太高，避免工藝過程中奧氏體的再結(jié)晶發(fā)生，鍛造后淬火前的停留時(shí)間，是現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)重要數(shù)據(jù)參數(shù)。經(jīng)過數(shù)次實(shí)驗(yàn)說明，隨著停留時(shí)間的延長(zhǎng)，鋼的硬度、強(qiáng)度和沖擊韌性同時(shí)降低，鍛造溫度越高，這種下降趨勢(shì)越明顯，所以鍛造后應(yīng)立即淬火，如操作有困難，碳鋼可以有3~5s的停留，合金鋼時(shí)間可以適當(dāng)延長(zhǎng)。

       此工藝適合模鍛和ZY端鍛工件（ZY鍛工藝單獨(dú)設(shè)定，主要取決于終鍛溫度以及溫控），模鍛嚴(yán)格控制工藝流程以及操作時(shí)間，終鍛后淬火前工件余溫基本保持一致，這樣淬火工件性能穩(wěn)定性也是一致的。本工藝適合一般技術(shù)要求的調(diào)質(zhì)件，性能比單獨(dú)調(diào)質(zhì)好。

       對(duì)某些比較大的工件，力學(xué)性能要求比較高，組織金相要求高，調(diào)質(zhì)后需要大量加工和后續(xù)熱處理的工件，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備原因、人為素質(zhì)因素、工件材料因素、工件形狀導(dǎo)致必然鍛造QX的工件，需要均勻冷到一定溫度后，通過控制淬火、回火等完成調(diào)質(zhì)作業(yè)。

       以40Cr鍛造135柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿為例，原來工藝為下料-模鍛（形變量40%）-預(yù)備熱處理-調(diào)質(zhì)，經(jīng)檢測(cè)，平均硬度HRB250-260,抗拉強(qiáng)度平均值為799Mpa，延伸率為20.6%，斷面收縮率65.5%，沖擊韌性縱向?yàn)?63J，橫向59J,材料表面有氧化脫碳現(xiàn)象。深冷處理更改為鍛余熱淬火后，鍛造溫度1150℃，經(jīng)模鍛切邊、校直后淬入無機(jī)淬火液中，冷后進(jìn)行650℃回火，連桿表面氧化脫碳現(xiàn)象減輕75%以上，性能檢測(cè)如下(平均值）：硬度HRB252~260、抗拉強(qiáng)度856Mpa、延伸率19.5%、斷面收縮率66.1%、橫向沖擊韌性94J、縱向沖擊韌性為166J,煅余熱生產(chǎn)的連桿經(jīng)過179KW\2200r/min的1800小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，效果良好，每噸鋼減少正火和淬火加熱耗能500元人民幣。

對(duì)于在線鍛余熱進(jìn)行熱處理LQ作業(yè)，屬于產(chǎn)品向高端升級(jí)作業(yè)，對(duì)鍛造基礎(chǔ)材料也有一定要求，具體要求；

1.材料不能有大的QX，晶粒度要符合國(guó)標(biāo)4級(jí)以上，組織金相國(guó)標(biāo)3級(jí)，避免因?yàn)椴牧螿X問題造成開裂。深冷處理

2.根據(jù)最終性能要求，鍛鋼余溫在900℃-770℃間使用，不同的淬硬層深度要求決定淬火溫度（根據(jù)客戶要求，LQ程度由材料最終性能要求決定，分為細(xì)化晶粒提升性能、淬火自回火提升性能、淬火馬氏體離線回火提升性能等）。

3.對(duì)于性能要求嚴(yán)格中高碳合金鋼鍛件，淬火LQ介質(zhì)采用無機(jī)水介質(zhì)(材料直徑尺寸16毫米到60毫米LQ能力為5MM/秒），淬硬層深度深，硬度均勻性高，可有效防止激冷開裂。一般組織要求鍛件可采用在線控制淬火自回火。性能要求嚴(yán)格工件，采用再加熱回火工藝。介質(zhì)使用溫度控制在40度以內(nèi)，保證材料產(chǎn)品性能穩(wěn)定，每15天檢測(cè)一次介質(zhì)濃度，及時(shí)添加調(diào)整，介質(zhì)不需要添加水處理劑，不需維護(hù)，可長(zhǎng)期使用。淬火介質(zhì)使用成本控制在每噸鋼5元以內(nèi)。深冷處理

鑫鋒立科技有限公司是國(guó)內(nèi)專業(yè)研發(fā)銷售超低溫深冷設(shè)備以及各種液氮深冷處理設(shè)備的國(guó)內(nèi)品牌，首要出產(chǎn)：XFL系列液氮深冷箱、XFL系列液氮低溫安裝設(shè)備、XFL系列深冷處理設(shè)備、XFL系列高低溫實(shí)驗(yàn)箱，XFL系列模具深冷處理，XFL液氮系列超低溫處理工藝，XFL系列液氮超低溫處理技能、XFL液氮系列超低溫深加工設(shè)備，具有多年的液氮低溫設(shè)備及液氮速凍食物機(jī)械設(shè)備的相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)的銷售和閱歷。鑫鋒立深冷處理技術(shù)是近年來興起的一種改善金屬工件性能的新工藝。所謂深冷處理，就是用液氮（-196℃）作為制冷介質(zhì)將淬火后的金屬材料的低溫過程繼續(xù)下去，達(dá)到遠(yuǎn)低于室溫的某一溫度，促使常規(guī)熱處理后所存在的殘余奧氏體得到進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成能使鋼變硬、增強(qiáng)的馬氏體，從而改善金屬材料性能。深冷處理后能明顯的提高金屬工具的耐磨性、韌性和尺寸穩(wěn)定性，使工件的使用壽命成倍的提高。深冷處理設(shè)備

工作溫度：+200～-196℃可任意設(shè)定 

箱內(nèi)溫度：≤-196℃ 

大降溫速度：≥50℃/min 

控溫精度：升溫、降溫、恒溫±1℃ 

溫度場(chǎng)均勻性：±1℃ 

深冷處理技術(shù)是近年來興起的一種改善金屬工件性能的新工藝。所謂深冷處理，就是用液氮（-196℃）作為制冷介質(zhì)將淬火后的金屬材料的制冷過程繼續(xù)下去，達(dá)到遠(yuǎn)低于室溫的某一溫度，促使常規(guī)熱處理后所存在的殘余奧氏體得到進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成能使鋼變硬、增強(qiáng)的馬氏體，從而改善金屬材料性能。深冷處理后能明顯的提高金屬工具的耐磨性、韌性和尺寸穩(wěn)定性，使工件的使用壽命成倍的提高。 

深冷處理技術(shù)的改進(jìn)效果是滲入處理件的內(nèi)部（整體效應(yīng)），因?yàn)椴恢皇潜砻?，所以?duì)刃具進(jìn)行重磨再用時(shí)不會(huì)使工件的改性效果失效，對(duì)工件的形狀和尺寸不但不會(huì)引起變化，而且還有增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性和減小淬火應(yīng)力的作用；工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，耗電量少，不受工件形狀和尺寸XZ，操作簡(jiǎn)便；無任何環(huán)境污染，是安全的環(huán)保型技術(shù)。深冷技術(shù)一出現(xiàn)，就引起了科學(xué)研究界和工業(yè)界的高度重視，在國(guó)外已經(jīng)應(yīng)用于刃具、量具、模具、以及精密零件，如油泵的油嘴、發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪軸、軋輥、閥門、齒輪、彈簧等工件的改性。深冷改性技術(shù)的應(yīng)用正逐步得到企業(yè)界的高度重視，發(fā)展非常迅速在美國(guó)、前蘇聯(lián)、日本等國(guó)，不但把深冷技術(shù)應(yīng)用于高速鋼、軸承鋼、模具鋼，用來提高材料的耐磨性、強(qiáng)韌性和整體使用壽命，同時(shí)還利用深冷處理技術(shù)對(duì)鋁合金、銅合金、硬質(zhì)合金、塑料、橡膠、瀝青、玻璃等進(jìn)行深冷改性處理，同樣也大大改善了均勻性、尺寸穩(wěn)定性、提高了使用壽命。

鑫鋒立深冷處理設(shè)備張建鋒13021103555