文海燕

(內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團(tuán)有限公司特鋼事業(yè)部，內(nèi)蒙古014033)

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PCrNi3MoV鋼芯軸的熱處理工藝優(yōu)化

文海燕

(內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團(tuán)有限公司特鋼事業(yè)部，內(nèi)蒙古014033)

介紹了利用16 MN精鍛機(jī)將PCrNi3MoV鋼芯軸鍛造成型后直接進(jìn)行淬火熱處理工藝。結(jié)果表明，PCrNi3MoV鋼芯軸高溫形變熱處理后，強(qiáng)度提高，塑性和韌性得到進(jìn)一步改善。

PCrNi3MoV；芯軸；形變熱處理

熱處理技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)中極為關(guān)鍵的制造技術(shù)[1]。為了進(jìn)一步提高零件的使用性能，降低生產(chǎn)成本，有時(shí)將幾種加工工藝混合在一起形成一種復(fù)合工藝。變形熱處理就是將塑性變形和熱處理有機(jī)結(jié)合在一起的復(fù)合工藝[2]，此工藝既能提高鋼的強(qiáng)度，又能改善鋼的塑性和韌性，同時(shí)還能簡(jiǎn)化工藝，降低能源消耗。因此本文對(duì)PCrNi3MoV鋼芯軸高溫變形熱處理進(jìn)行了研究。

1 芯軸的材料及技術(shù)要求

我公司生產(chǎn)的芯軸材料牌號(hào)為PCrNi3MoV，其化學(xué)成分見(jiàn)表1，調(diào)質(zhì)狀態(tài)交貨，力學(xué)性能要求見(jiàn)表2。芯軸圖見(jiàn)圖1。

根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，制定的工藝路線為：電渣重熔→自由鍛機(jī)開(kāi)坯→坯料擴(kuò)氫處理→16 MN精鍛機(jī)成型→淬水→回火→校直→交貨。

表1 PCrNi3MoV鋼芯軸化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

表2 PCrNi3MoV鋼芯軸的主要力學(xué)性能要求

圖1 芯軸圖

2 設(shè)備

16 MN精鍛機(jī)是我公司從奧地利GFM公司引進(jìn)的自動(dòng)化鍛造設(shè)備。該設(shè)備的主要優(yōu)勢(shì)是自動(dòng)化程度高，鍛造速度快，四錘頭同步鍛打成型，使得鍛件表面光潔度高，表面質(zhì)量好，鍛造過(guò)程熱量損失少，同時(shí)保證理想的淬火溫度。

3 工藝參數(shù)

3.1 變形溫度

根據(jù)材料的化學(xué)成分以及精鍛機(jī)的變形特點(diǎn)，將PCrNi3MoV鋼芯軸鍛造溫度設(shè)定為1 110℃。

3.2 變形量

根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，選取4.2 t電渣錠，利用30 MN自由鍛機(jī)將鋼錠開(kāi)坯到?400 mm×4 150 mm，坯料擴(kuò)氫處理后，轉(zhuǎn)到精鍛機(jī)成型。成型過(guò)程分三個(gè)道次進(jìn)行，每道次的變形量為25%～34%。

3.3 淬火、回火工藝過(guò)程

表3 試樣的組織和力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果

(1)鍛造結(jié)束后立即傳輸?shù)酱闼鄞闼?。傳輸過(guò)程時(shí)間控制在8 min左右，鍛件溫度控制在850℃以上。

(2)芯軸淬火結(jié)束后，裝入回火爐中進(jìn)行回火處理。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

在鍛件非印記端切取寬度為15 mm的試片取樣進(jìn)行力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，并利用沖擊試樣做晶粒度檢測(cè)和顯微組織檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)此工藝處理后的PCrNi3MoV鋼芯軸，其力學(xué)性能、組織、晶粒度完全符合廠家技術(shù)要求。同時(shí)與原工藝(精鍛機(jī)鍛造→退火→正火→淬火→回火)相比，不但工藝得到了簡(jiǎn)化，而且強(qiáng)度提高了10%，塑性和韌性得到了改善。

5 結(jié)論

(1)16 MN精鍛機(jī)先進(jìn)的鍛造技術(shù)和快速的成型方法為PCrNi3MoV鋼芯軸高溫變形熱處理創(chuàng)造了條件。

(2)PCrNi3MoV鋼芯軸高溫變形處理后，抗拉強(qiáng)度提高了10%，塑性和韌性得到改善。

(3)PCrNi3MoV鋼芯軸高溫形變熱處理后的組織和晶粒度與傳統(tǒng)的退火+調(diào)質(zhì)工藝得到的組織和晶粒度一致。

(4)PCrNi3MoV鋼芯軸優(yōu)化后的熱處理工藝與原工藝相比，大大地簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，降低了能源消耗。

[1] 陳銳，羅新民.鋼件的淬火熱處理變形與控制[J].熱處理技術(shù)與裝備，2006，27(1):18-22.

[2] 崔忠圻.金屬學(xué)與熱處理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000：308-309.

編輯 杜青泉

Optimization of the Heat Treatment Process for PCrNi3MoV Steel Mandrel

Wen Haiyan

PCrNi3MoV steel mandrel has been carried out quenching process directly after it has been forged for forming by 16 MN precision forging machine. The results show that after heat treatment of PCrNi3MoV steel mandrel at high temperature, the strength is raised, and the plasticity and toughness are improved further.

PCrNi3MoV; mandrel; thermomechanical treatment

2016—09—09

文海燕(1985—)，女，中級(jí)工程師，碩士研究生，主要從事精鍛件成型與熱處理工作。

TG156

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