力學性能
如上所述, 20Cr鋼模鍛卸扣鍛熱淬火后,要得到與常規熱處理同樣的回火硬度,回火溫度可明顯提高,從而在保持高的Rm、Rel的同時,A、Z、KV2值均有較大提高。鍛熱淬火屬于高溫形變熱處理的范疇,可以提高鋼材的裂紋擴展功、沖擊疲勞抗力、斷裂韌度、疲勞斷裂抗力(特別是在超載區的疲勞破斷抗力),延遲破斷裂紋擴展,提高高溫接觸應力下局部表面破損抗力和接觸疲勞抗力(尤其是在超載區),降低鋼材脆性轉變溫度及缺口敏感性,在低溫破斷時呈現韌性斷口。
經濟效益
原常規工藝是鍛造后正火+淬火+回火,新工藝是鍛后直接淬火+回火,由于省略了毛坯件的正火和淬火兩次加熱,平均每噸工件可節電700 kW·h,按照0. 7元/kW·h計算,每噸產品可節約成本490元。
社會效益
美國熱處理技術發展路線圖的2020設想目標是能耗減少80%,工藝周期縮短50%,生產成本降低75%。這對我們來說應是挑戰和鞭策,也是我們追求和奮進的目標。眾所周知,中國是個能源短缺的國家,所以挖掘節能潛力是實施熱處理節能降耗的重要措施。在卸扣模鍛生產線上實現鍛熱淬火,充分利用鍛后余熱,不僅節約了重新加熱所需的熱能,而且還獲得了改善組織和性能的形變熱處理的功效,符合節能環保、可持續發展的科學理念,具有很大的社會效益。
生產狀況
對于卸扣鍛熱淬火熱處理工藝在實際生產中的可行性,下面將以13. 5 t卸扣本體(材料20Cr鋼)為例進行簡要闡述。常規淬火生產工藝:下料→中頻加熱→鍛造→正火→淬火→回火→鉆孔→攻螺紋→表面處理。鍛熱淬火生產工藝:下料→中頻加熱→鍛造→鍛后余熱淬火→回火→鉆孔→攻螺紋→表面處理。20Cr鋼的Ar3溫度為799℃,而13. 5 t卸扣本體終鍛后溫度為850~890℃,因此,對13. 5 t卸扣本體進行鍛熱淬火處理在實際生產中是可行的。
鍛熱淬火效果
鍛熱淬火工藝應用于20Cr鋼模鍛類產品是切實可行的。其優點主要表現在:(1)鍛熱淬火可使卸扣類產品獲得良好的綜合力學性能,尤其是低溫沖擊韌度。(2)20Cr鋼模鍛類產品鍛熱淬火易于實施,生產控制比較簡單,只需在模鍛線上增添一套帶空氣冷卻器的循環冷卻鹽水槽即可實施鍛熱淬火。(3)減輕了勞動強度,改善了鍛造車間的生產條件。(4)節約能源,簡化了生產工序,大大提高了生產率,每噸節電約700 kW·h,降低成本490元,經濟效益顯著。(5)符合節能降耗、可持續發展的科學發展觀要求,具有良好的社會效益。
