通過(guò)熱處理工藝優(yōu)化,達(dá)到節(jié)能的目的,是現(xiàn)代熱處理節(jié)能最有效手段之一。今天介紹兩例工藝。
1.以局部加熱代替整體加熱方法
應(yīng)用實(shí)例:60Ti鋼中頻淬火取代20MnVB鋼滲碳制造十字軸
十字軸是汽車萬(wàn)向節(jié)的重要零件,一直采用低碳合金鋼滲碳淬火工藝,其使用壽命在3km左右。改用低淬透性鋼中頻淬火工藝,不但節(jié)省材料費(fèi)用和工藝費(fèi)用,成本降低約50%,而且可提高零件使用壽命。
(1)60Ti鋼十字軸中頻淬火工藝:頻率為2500Hz,功率為18~25kW,變壓比12∶2,電壓350~450V,電流160~165A,加熱時(shí)間5.5min,用20℃自來(lái)水噴冷淬火,水壓0.3~0.4MPa,回火采用160~200℃自回火工藝。
(2)十字軸中頻淬火后的性能及成本如表1所示。
表1 不同材料及工藝十字軸的性能及成本比較
鋼材 | 工藝 | 切削 性能 | 磨削 性能 | 彎曲疲勞 壽命/×106 | 扭轉(zhuǎn)疲勞 壽命/萬(wàn)次 | 靜扭強(qiáng) 度/N·m | 成本 /(元/件) |
20MnVB | 滲碳淬火 | 良好 | 良好 | 0.23~0.62,個(gè)別>5 | 8.9 | 9721.6 | 2.131 |
60Ti | 中頻淬火 | 良好 | 良好 | >5 | 60.4 | 11319 | 1.068 |
2.降低加熱溫度方法
鋼在二相區(qū)(亞溫)加熱淬火。亞溫淬火工藝的優(yōu)點(diǎn)是在保證材料強(qiáng)度、硬度的同時(shí),使塑性和韌性得到改善,而且淬火變形或開(kāi)裂傾向明顯減少,并可以顯著降低能耗。
應(yīng)用實(shí)例:錐齒輪,外形尺寸為φ32.93mm×20mm,內(nèi)孔直徑10mm,材料為45鋼,要求調(diào)質(zhì)硬度220~250HBW,齒部高頻淬火硬度40~46HRC。
(1)原加工工藝路線
鍛坯→正火→粗車→調(diào)質(zhì)→機(jī)加工→高頻淬火→磨削內(nèi)孔,加工工序繁多,耗能多,成本高。對(duì)此,取消正火、調(diào)質(zhì),直接進(jìn)行亞溫淬火,不僅保證了產(chǎn)品質(zhì)量,而且降低了生產(chǎn)成本。
(2)亞溫淬火工藝及效果
45鋼錐齒輪經(jīng)(780±10)℃鹽浴加熱,保溫8min,水冷,(320±10)℃保溫1h回火后,經(jīng)檢查齒部硬度42~45HRC,經(jīng)磁粉探傷檢查,未發(fā)現(xiàn)淬火裂紋。
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