PAG-Ⅰ型淬火剂在42CrMo钢平衡轴锻造余热淬火中的应用-淬火介质.docVIP

42CrMo钢平衡轴锻件的锻热淬火 陈希原 (重庆海森机电设备开发公司,重庆 400039) Quenching From Forging Heat of forging piece for 42CrMo Steel Balance -shaft CHEN Xi-yuan (Chongqing H-senic Machinery Electrical Equipment Company, Chongqing 400039,china) 某公司生产的斯太尔重型汽车总成中的42CrMo钢平衡轴锻件（如图1）长期以来按下列工艺流程进行生产：下料→中频加热→滚锻→成型→切边→热校正→调质→喷丸→探伤→刷漆。 图1 平衡轴锻件简图 Fig.1 sketch of balance-shaft forging piece 为了满足该产品的使用性能，要求该锻件经调质热处理后应达到：硬度为28-34 HRC；表面（距离表面1-4mm）的回火索氏体级别为1-2级，心部（距离表面≥20mm）的回火索氏体级别为1-5级；距离表面15mm处的抗拉强度（σb）为900-1050Mpa。 平衡轴锻件原来的常规热处理工艺见图2。热处理设备为周期式台车天然气加热炉。多件（8-12件/框）产品经850±10℃加热保温后连框一起淬入流动的自来水介质中冷却，然后进行回火。该产品热处理后出现的问题较多，主要表现在： （1）同一件和不同件产品其淬火硬度较低且不均匀，多数为35-48HRC，硬度不均度达10HRC以上； （2）回火后的同一件和不同件产品，硬度高低不等，返工率较大； 作者简介：陈希原（1957-），男，浙江温岭人，高级工程师，长期从事淬火介质和锻造余热淬火热处理工艺技术服务，已发表论文20余篇。 联系电话 E-mail：chxy-005@163.com （3）产品表面和心部的回火索氏体级别多数分别为3-4级和6-7级，达不到技术要求； （4）产品次表面的抗拉强度（σb）多为830-890Mpa，达不到技术要求； (5)部分产品热处理后经探伤检查发现有裂纹,造成报废损失; （6）产品表面的氧化脱碳十分严重，脱碳层达0.25mm以上，影响使用性能； （7）热处理生产能力与锻造生产能力极不匹配，产量很低，严重影响生产任务的完成； 图2 平衡轴常规热处理工艺曲线 Fig.2 process curve of the conventional heat treatment for balance-shaft forging piece 因此，为了解决上述问题，在保证产品质量的前提下，借鉴国内某大型曲轴厂40Cr曲轴锻造余热淬火稳定应用八年以上的成功经验，对42CrMo钢平衡轴锻件进行了锻造余热淬火的试验及批量生产，取得了可喜的成果。 淬火介质与冷却循环装置 淬火介质及冷却性能 因锻造余热淬火可显著地提高钢的淬透性[1]，为了保证产品的金相组织、抗拉强度等指标合格并防止产生淬火裂纹，选用其高温阶段（800-400℃）的冷却性能类似于水、低温阶段（800-300℃）的冷却性能类似于油而真正能代油的PAG-Ⅰ型淬火剂用于平衡轴锻件的锻造余热淬火冷却。 根据40Cr曲轴锻造余热淬火应用PAG淬火剂的成功实例[2]，结合平衡轴锻件的形状和尺寸大小，经试验确定PAG淬火液的浓度为10±1%，其冷却性能 如表1。 表1 PAG-Ⅰ型淬火液的冷却性能 Table1 The cooling property of PAG-I Polymer Quenchant 介质介质温度℃）（℃） Vmax （℃/s） TVmax （℃） V300 （℃/s） 备 注 10%） 30 178 725 41 1.测量标准: ISO/DIS 9950; 2.测量仪器: 瑞典ivf冷却特性测定仪; 3.搅拌程度:静止; 40 1631 36 50 149 617 25 自来水 30 238 571 96 HS超速油 40 118 552 40 与常规热处理相比，PAG-Ⅰ淬火液在淬火冷却马氏体转变期间的冷却缓慢(类似于超速淬火油),可降低淬火开裂的倾向，而特性温度提高很多，高温冷却能力大。 1.2 淬火冷却