大型鍛件鍛造行業是能源消耗大戶,而鍛件熱處(chù)理又是鍛件生産(chǎn)中能源消耗大戶,約占整個鍛件生産(chǎn)總能耗的30%~35%。我國每噸模鍛件的能耗約爲1.0t标煤,與國外工業發達國家相比,存在很大差距,例如日本每噸模鍛件的能耗約爲0.515t标煤。鍛件能耗約占鍛件成本的8%~10%,降低能耗不僅可以降低鍛件生産成本,提高企業經濟效益,而且能源問題又是關系到一個國家能否可持續發展的重要問題,甚至是關系到人類生存的全球性重大問題。所以充分利用鍛造餘熱進行熱處理,在節能降耗、提升效率等方面有著顯而易見的優勢,既節約能源、縮短工藝流程,又保護環境。
熱模鍛餘熱熱處理
鍛造後利用鍛件自身熱量直接進行熱處(chù)理,即鍛件的餘熱熱處(chù)理省略瞭(le)鍛造後熱處(chù)理前重新加熱鍛件的工序,餘熱熱處(chù)理一般有以下3種方式。
1.鍛後進行餘熱均溫熱處理。鍛件成形後直接送入熱處理爐,仍按常規的熱處理工藝進行,均溫後鍛件不同部位溫度一緻,可縮短保溫時間,這種方法稱爲餘熱均溫熱處理。對於(yú)形狀複雜,特别是截面變化大的鍛件採用該工藝可以確(què)保鍛件質量穩定。
2.鍛後直接餘熱熱處(chù)理。鍛件成形後利用鍛造餘熱直接進行熱處(chù)理,把鍛造和熱處(chù)理緊密結合在一起,節省瞭(le)普通熱處(chù)理需要重新加熱造成的大量能耗浪費。
3.鍛後利用部分餘熱進行熱處理。鍛件成形後将鍛件冷卻到600~650℃左右,然後将鍛件再加熱到所需要的溫度進行熱處理。此方法可以細化到晶粒,又節約瞭(le)把鍛件從室溫加熱到600~650℃的能耗,一般适用於(yú)對晶粒度要求高的鍛件。
餘熱熱處理常用工藝方法
鍛造餘熱淬火
鍛造餘熱淬火是鍛件成形後,當(dāng)其溫度高於(yú)Ar3或Ar3~Ar1之間的某一溫度時,淬入适當的淬火介質中,獲得馬氏體或貝氏體組織的工藝方法。
鍛件經鍛造餘熱淬火和回火處(chù)理後,不僅可以獲得較好的綜合機械性能,而且可以節省能源,簡化工藝流程、縮短生産(chǎn)周期,減少人員和節省淬火加熱爐的投資費用。
鍛件經鍛造餘熱淬火並(bìng)高溫回火後,其強度與硬度一般均高於(yú)普通調質,而塑性與韌性比普通調質稍低(兩者回火溫度相同時)。若鍛造餘熱淬火後,採用較高回火溫度(一般比普通調質的回火溫度高出40~80℃)後,其塑性和韌性與普通淬火相當或稍高。鍛件經鍛造餘熱淬火後,在保持塑性和韌性的前提下明顯地提高瞭強度和硬度,另外由於其晶粒較普通淬火粗大,可改善材料的切削加工性能。
鍛造餘熱正火(退火)
鍛造餘熱正火(退火)是鍛件成形後,當溫度高於Ar3(對亞共析鋁)時,進入正火爐、冷卻箱或退火爐内進行正火或控制冷卻,得到正火組織。
由於(yú)鍛造加熱溫度高,採(cǎi)用此方法處理後鍛件的晶粒較粗,一般用於(yú)預備熱處理,不适用對於(yú)晶粒度有較高要求的鍛件。同時,處理後得到的組織爲珠光體+鐵素體平衡組織,粗晶粒在後續熱處理中不存在組織遺傳,晶粒可重新細化。
鍛造餘熱等溫正火
鍛造餘熱等溫正火是鍛件成形後,當(dāng)溫度高於(yú)Ar3(對亞共析鋁)時急速冷卻,冷卻到等溫溫度後保溫一段時間後空冷至室溫。
鍛件成形後溫度一般在900~1000℃,急冷速度一般控制在30~42℃/min,等溫溫度一般爲550~680℃(具體需根據不同材質確定)。急冷是該工藝的關鍵工序,可通過調節冷卻風量、風速、風溫和風向,保證鍛件冷卻後溫度均勻。等溫溫度根據材料種類和要求的硬度確定,一般選在珠光體轉變曲線的鼻部以縮短等溫保溫時間。鍛造餘熱等溫正火多用於滲碳齒輪鋁。

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