锻造余热淬火工艺应用，企业经典案例

zsyxxshx1o41n9 2017-10-05

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作者：马强，顾兴鹏，陈丹，陈云龙

单位：山推工程机械股份公司履带事业部

来源：《金属加工（热加工）》杂志

锻造余热淬火是在锻造后利用锻件自有的余热直接进行热处理，它将锻造与热处理两工序紧密结合在一起，实现了两工序的合并，节省了工件后序热处理的再次加热，此工序具用显著的节能效果。同时锻造余热淬火由于属于高温形变热处理范畴，经多方面研究表明，锻造余热淬火与普通热处理相比，工件经锻造余热淬火后力学性能得到不同程度的提高。因此国内外锻造余热淬火技术在汽车、工程机械行业中得到广泛的应用。

1.产品简介

我公司是专业生产工程机械四轮一带的专业厂家，支重轮轮体是工程机械底盘的重要零部件之一（图1支重轮总成图）。由于是工程机械行走件，因此需要良好的表面耐磨性能及心部综合的力学性能。材料为40Mn2，表面硬度要求52～60HRC，心部硬度要求22～35HRC，表面不同部位具有不同的硬化层要求（见图2）。

图1 支重轮总成简图

图2 支重轮轮体示意

现行工艺（a工艺）：下料→锻造→粗车→焊接→热处理→抛丸→MT→精加工→钻孔、攻螺纹。

锻造余热淬火工艺（b工艺）：下料→锻造（热处理）→抛丸→MT→粗车→焊接→精加工→钻孔、攻螺纹。

锻造余热淬火相比现行工艺，支重轮锻造余热淬火工艺节省了一次加热，工序简洁化，能源消耗降低。同时利用锻造工厂的先进锻造设备实现轮体精锻造，提高轮体材料利用率，从而实现了轮体成本降低。

2.轮体锻造余热淬火工艺

轮体锻造余热淬火工艺包含：棒料加热、锻造、专用淬火机床喷液淬火、回火等工序，设备及相应工序见图3、图4、图5、图6。

图3 支重轮锻造线

图4 锻造加热

图5 支重轮锻造图

图6 支重轮余热淬火

具体工艺为：坯料经加热到温度在1170～1230℃之间进行锻造，锻造余温在800～950℃进行喷液淬火，使用的淬火介质为浓度5%～10%的PAG淬火液，不同部位的冷却时间采用时间继电器进行控制，喷液流量采用流量计进行控制，支重轮淬火后余温控制在150～250℃之间，最后进入炉内进行回火，回火温度控制在180～230℃之间。

3.锻造余热轮体质量检验

支重轮热处理后主要检查项目主要有截面硬度、晶粒度及机械性能检查。轮体采用线切割进行横向剖切取样，对不同部位采用洛氏硬度计进行硬度检测（见图7）。表1为支重轮锻造余热淬火表面硬度及硬化层深检验结果，从中可以看出，通过不同部位控制喷液流量及时间，各部位表面硬度、硬化层深及心部硬度均符合技术要求。对锻造余热淬火的支重轮轮体与现行的工艺相比发现，余热淬火的支重轮硬化层较深，这是因为锻造余热淬火奥氏体化温度高，具用较好的淬透性引起的。