CN1908202B - 汽车转向节锻后均热热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车转向节锻后均热热处理工艺。对于需要调质的40Cr或40MnB转向节锻件，将切边后900℃左右的热锻件立即放入850-880℃的均热炉中均热10-20分钟，达到一致的淬火温度后淬入聚合物水溶性介质中淬火，然后在560-600℃回火炉中回火2-5小时，出炉入水冷却。本发明利用锻件的余热和细化晶粒进行均热淬火，保证了转向节锻件硬度和金相的要求。与锻后重新加热的常规调质热处理工艺相比，节约了能源，提高了热处理质量，缩短了生产周期，降低了生产成本，减少了对车间环境的辐射污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种锻件热处理工艺，特别是各类汽车转向节锻件的调质热处理工艺，属于机械制造热加工的范畴。
背景技术
汽车转向节常用材料40Cr或40MnB，常规调质热处理的工艺是：将锻后冷却到室温的转向节在1050℃加热炉中重新加热到850℃的淬火温度，从常温开始加热和保温的时间为2h，高温加热后入淬火槽淬火，再装入回火炉中回火，回火温度560℃，回火加热和保温时间3-5h。常规调质处理的缺点是：锻件常规调质处理采用多台淬火加热炉、铸链板炉或者多用炉生产线，投资大、生产效率低，锻件冷却后再从室温加热到淬火温度，耗能大。并且采用1050℃加热炉加热时没有均热风扇，工件淬火加热不均匀，2小时的加热时间使锻打后的细化晶粒长大，硬度不均匀，金相往往达不到要求，工件热处理质量很不稳定。
目前国内外从节能考虑已经发展了锻件余热淬火(quenchingfrom forging heat)工艺(见《锻压词典》，机械工业出版社，ISBN7-111-00623-2/H.17)，但是操作上要求严格，必须在30秒内入淬。由于每一件锻打节拍不一样，很难保证淬火加热温度850℃的工艺条件；切边后还有900-950℃的温度，30秒内淬火工件难免要开裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不需要把汽车转向节锻件重新加热，将高温淬火与锻造有机地组成连续生产线的汽车转向节锻件的调质热处理工艺。它克服了现有技术的缺陷，节约了能源，提高了热处理质量，缩短了生产周期，降低了生产成本，减少了对车间环境的辐射污染。
本发明效果是通过如下技术方案实现的：锻造(包括模锻或自由锻)后的各类汽车转向节热锻件不需要冷却，通过均热设备(各种类型的加热炉、热处理炉或均热炉)均热后进行淬火和回火。
本发明汽车转向节锻件调质热处理工艺是：将模锻切边后的转向节热锻件温度通常高达900-950℃，将转向节锻件在未冷却的状态下送入均热炉，均热温度为850-880℃，均热时间10-20分钟；然后出炉淬火，在淬火介质中冷却1.5-2.5分钟后由提升机提升出淬火槽；在600℃回火炉内回火2～5小时，出炉入水冷却。
转向节锻件是一个一个地连续出来的，转向节锻件大小决定了均热时间。为了满足不同大小转向节锻件在淬火前淬火温度的一致性，优选的均热炉是无级调速的连续式均热炉，优选无级调速的转环式均热炉。切边后还有900℃左右的锻件随转环式均热炉转动一周后，均匀地达到850℃的淬火温度。其炉底加热强度和转动速度既要和锻造生产节拍一致，又要能保证一致的淬火温度。炉底加热强度由炉底转环面积和加热元件保证，转动速度由无级传动机构保证。根据转向节锻件的大小，在炉中转动一周需12-15分钟。
为了保证热处理与锻造生产节拍的一致性，需要计算并设定均热炉装炉量，以满足锻造生产线的生产能力。大的转向节装得少，小的转向节装得多，可以通过温控装置加以调节。
为保证不同大小的汽车转向节在淬火介质中的冷却时间一致，优选的提升机是无级调速的连续式提升机，如无级调速链板式提升机。其设计特点是根据转向节锻件的大小，均能保证工件在淬火介质中的淬火时间。而这个淬火时间又要求与转炉以及锻造生产的节拍相一致。
生产实践证明：经过锻打锻件内部晶粒细化，在加热炉中均热后，使锻件在淬火前达到一致的淬火温度，并且消除了温度场、应力场和相变场的不均匀性，保证了随后淬火热处理质量的稳定，这是常规热处理工艺所做不到的；由于在热处理炉内进行均热，只需十来分钟，几乎没有什么电能消耗，节约了40％的电能，会给企业带来客观的经济效益；热处理生产成本下降30％；由于热锻件切边后随即放进均热炉内，对车间没有热辐射，非常有利于改善车间环境。
附图说明
下面的附图将汽车转向节均热热处理和常规热处理工艺进行了比较说明：
图1是汽车转向节常规热处理工艺流程图；
图2是汽车转向节常规热处理工艺曲线图；
图3是汽车转向节均热热处理工艺流程图；
图4是汽车转向节均热热处理工艺曲线图。
图1和图3说明汽车转向节的常规热处理和本发明所述均热热处理工艺流程不同点在于：本发明所述的均热热处理不需要将切边后的热锻件冷却到室温，而是直接进入均热炉中进行淬火加热。
图2和图4说明汽车转向节常规热处理和本发明所述均热热处理工艺条件的不同在于：本发明所述的均热热处理工艺均热时间仅为0.3小时，而常规热处理工艺的淬火加热时间为3小时。因此本发明所述的均热热处理工艺可以大大地节约能源。
具体实施方式
实施例1
1046A右汽车转向节锻件，切边后重量6.8kg，红外线测温仪测得920℃，切边后送入连续式均热炉，在均热炉内停留12分钟，红外线测温仪测得850℃，出炉后送入淬火槽中，通过提升机提升1.5分钟后出淬火槽。4小时之内在600℃回火炉内回火2小时，出炉入水冷却。经检验HRC32，距轴承颈中心3/4半径的圆周上铁素体面积为20％。
实施例2
EQ153右汽车转向节锻件，切边后重量21.8kg，红外线测温仪测得930℃，切边后送入连续式均热炉，在均热炉内停留15分钟，红外线测温仪测得850℃，出炉后送入淬火槽中，通过提升机提升2.5分钟后出淬火槽。4小时之内在600℃回火炉内回火2小时，出炉入水冷却。经检验HRC32，距轴承颈中心3/4半径的圆周上铁素体面积为22％。
Claims (4)
1.一种汽车转向节锻件热处理工艺，其特征是将模锻切边后的转向节热锻件在未冷却的状态下送入均热炉，均热温度为850-880℃，均热时间10-20分钟；然后出炉淬火，在淬火介质中冷却1.5-2.5分钟后由提升机提升出淬火槽；在600℃回火炉内回火2～5小时，出炉入水冷却。
2.如权利要求1所述的汽车转向节锻件热处理工艺，其特征是所述的均热炉为无级调速的连续式均热炉，其炉底加热强度和转动速度既要和锻造生产节拍一致，又要能保证不同大小的转向节的淬火温度一致，以实现连续式生产。
3.如权利要求1所述的汽车转向节锻件热处理工艺，其特征是所述的提升机为无级调速连续式提升机，以保证不同大小的汽车转向节在淬火介质中的冷却时间一致。
4.如权利要求2所述的汽车转向节锻件热处理工艺，其特征是所述的无级调速的连续式均热炉为无级调速的转环式均热炉。
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