1.什么是鍛造余熱

鍛件(jian)(jian)的常規(gui)熱(re)(re)處(chu)理(li)大(da)多是在(zai)鍛件(jian)(jian)冷(leng)卻到室溫后(hou)(hou)，再按(an)工(gong)藝規(gui)程將其重新加熱(re)(re)進行的熱(re)(re)處(chu)理(li)。而(er)鍛造(zao)余熱(re)(re)淬火(huo)是鍛造(zao)后(hou)(hou)利(li)用鍛件(jian)(jian)自身的熱(re)(re)量直接淬火(huo)，使鍛件(jian)(jian)的余熱(re)(re)得到充(chong)分利(li)用。研究(jiu)表明，與普通熱(re)(re)處(chu)理(li)相(xiang)比(bi)，鋼件(jian)(jian)經鍛造(zao)余熱(re)(re)淬火(huo)后(hou)(hou)可大(da)幅度提(ti)(ti)(ti)高(gao)力(li)學性能，如硬度提(ti)(ti)(ti)高(gao)10%，抗拉(la)強(qiang)度提(ti)(ti)(ti)高(gao)3%～10%，伸長(chang)率提(ti)(ti)(ti)高(gao)10%～40%，沖擊韌度提(ti)(ti)(ti)高(gao)20%～30%。此(ci)外，經鍛造(zao)余熱(re)(re)淬火(huo)后(hou)(hou)，鋼材(cai)具有很高(gao)的回(hui)火(huo)抗力(li)，強(qiang)化效果可保持到600℃以上。

鍛(duan)造余熱(re)淬火(huo)的(de)加熱(re)溫度(du)較(jiao)高，一(yi)般為1050～1250℃，由(you)于鍛(duan)件余熱(re)的(de)利用，免去了熱(re)處(chu)理(li)(正(zheng)火(huo)和調質)的(de)奧氏體化重新加熱(re)過(guo)程，是(shi)一(yi)項很重要的(de)熱(re)處(chu)理(li)節能措施，故(gu)在連桿、曲軸、凸輪軸、齒坯等汽車零(ling)件上(shang)得到廣泛應(ying)用。

2.鍛造余熱特點

鍛造(zao)余熱(re)淬(cui)火除了能簡化工藝及提高性能外(wai)，還具有(you)以下特點：

(1)節約能源

鍛(duan)造(zao)余熱(re)淬火(huo)(huo)由于(yu)省去了(le)原調(diao)質工(gong)藝中的(de)鍛(duan)后(hou)正火(huo)(huo)以及調(diao)質淬火(huo)(huo)兩道(dao)加熱(re)工(gong)序，能(neng)顯著節約能(neng)源；

(2)節約鋼材

鍛造(zao)余(yu)熱淬火在保證足(zu)夠塑性的前提(ti)下可以提(ti)高鋼(gang)材的強度，從而減(jian)輕零件的質量、節約鋼(gang)材；

(3)縮短生產周期

由于(yu)簡化了工序，省去了原工藝中的正火及(ji)調質，故可(ke)顯著(zhu)節約(yue)工時；

(4)便于機械加工

形變熱(re)處理(li)在(zai)生產上不易(yi)推廣的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個重要原因是在(zai)提(ti)高(gao)(gao)零(ling)件強(qiang)度(du)(du)與硬度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)同時還會改變其形狀(zhuang)，由于鍛(duan)軋(ya)成形不能保證零(ling)件的(de)(de)(de)(de)(de)幾何精度(du)(du)，故在(zai)形變熱(re)處理(li)后(hou)還需進行(xing)機械加(jia)工(gong)，但(dan)(dan)強(qiang)度(du)(du)與硬度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)為其后(hou)續進行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)機械加(jia)工(gong)增加(jia)了(le)許(xu)多困難。但(dan)(dan)是，用鍛(duan)造(zao)余熱(re)淬火(huo)及隨后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫回火(huo)來代替(ti)原來的(de)(de)(de)(de)(de)調質工(gong)藝(yi)卻不存在(zai)這方面的(de)(de)(de)(de)(de)缺點。因為高(gao)(gao)溫回火(huo)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)與硬度(du)(du)并不高(gao)(gao)，不難進行(xing)機械加(jia)工(gong)，故鍛(duan)造(zao)余熱(re)淬火(huo)是較(jiao)易(yi)推廣的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種形變熱(re)處理(li)工(gong)藝(yi)，并在(zai)生產上得到了(le)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)應用。

3.工藝路線

（1）亞共析鋼

重要的機械零件，其含碳量大多是屬于亞共析鋼范疇。這類零件的原加工路線是：

鍛造(zao)成形→正火→高溫回火→粗(cu)加工(gong)→調質→精加工(gong)。

現在利用鍛造成形后的余熱進行淬火，然后再高溫回火，來取代原來的正火、高溫回火、調質。新的加工路線調整為：

鍛造成形(xing)→余(yu)熱(re)淬火(huo)→高溫回火(huo)→粗加(jia)工→精加(jia)工。

鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)(zao)余熱(re)淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)工藝(yi)參(can)數對其強化效果有很大(da)影響，其中(zhong)(zhong)尤以(yi)(yi)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)(zao)溫度(du)(du)和鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)(zao)后(hou)(hou)淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)前的(de)停(ting)留時(shi)間影響最大(da)。鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)(zao)加(jia)熱(re)溫度(du)(du)較低(di)時(shi)，淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)獲(huo)得的(de)沖(chong)擊韌(ren)(ren)度(du)(du)較高，所以(yi)(yi)從獲(huo)得最佳強韌(ren)(ren)化效果出發，希望(wang)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)(zao)溫度(du)(du)不宜(yi)過(guo)高，對于(yu)中(zhong)(zhong)碳低(di)合金(jin)結構鋼，鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)(zao)加(jia)熱(re)溫度(du)(du)應控制(zhi)在1220℃內，以(yi)(yi)避免工藝(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)奧氏體(ti)的(de)后(hou)(hou)續(xu)動態再結晶的(de)發生。鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)(zao)后(hou)(hou)淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)前的(de)停(ting)留時(shi)間，是現(xian)場作(zuo)業的(de)重要工藝(yi)參(can)數，隨停(ting)留時(shi)間的(de)延(yan)長，鋼的(de)硬度(du)(du)、強度(du)(du)和沖(chong)擊韌(ren)(ren)度(du)(du)同時(shi)降(jiang)低(di)，所以(yi)(yi)，鍛(duan)(duan)(duan)(duan)后(hou)(hou)應立即(ji)淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)。如操作上確有(you)困難，對碳鋼可有(you)3～5s的(de)停留(liu)，合金鋼停留(liu)時間可稍(shao)長。一般認為，終鍛(duan)后至淬(cui)火(huo)前(qian)的(de)停留(liu)時間不(bu)應超過60s。另外(wai)，形變(bian)量(liang)對提高鍛(duan)造余熱淬(cui)火(huo)的(de)硬度(du)、強度(du)是有(you)利的(de)，形變(bian)量(liang)越大，強化效果越好，對多元(yuan)低合金鋼尤其(qi)是這(zhe)樣(yang)。

（2）過共析鋼

冷作模具、刀具用鋼等都屬于過共析鋼，它們的原加工路線是：

鍛造成形→球化(hua)退火(huo)→粗加工→淬火(huo)→低(di)溫回火(huo)→精加工。

球(qiu)化(hua)退火—般約需20h，要耗費大量電能，而(er)且所得到(dao)的(de)(de)球(qiu)狀碳化(hua)物(wu)較大，其(qi)(qi)平均直徑在(zai)(zai)1μm以上。試驗證明(ming)，利用鍛造余熱淬(cui)火+高溫回(hui)火，獲得的(de)(de)碳化(hua)物(wu)顆粒(li)較小，其(qi)(qi)平均直徑在(zai)(zai)0.3μm左(zuo)右，而(er)且高度(du)彌散分(fen)布。眾(zhong)所周知，碳化(hua)物(wu)的(de)(de)粒(li)度(du)及(ji)其(qi)(qi)分(fen)布狀態是影(ying)響(xiang)刀(dao)(模)具(ju)耐磨性(xing)的(de)(de)主要因素之一(yi)，鍛造余熱淬(cui)火顯著(zhu)提高了(le)刀(dao)(模)具(ju)的(de)(de)耐磨性(xing)，從而(er)提高了(le)其(qi)(qi)使用壽命。

另外(wai)，高溫回火(huo)后的(de)硬度只(zhi)比球(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)的(de)略高一點(dian)，對機加(jia)工影響不大，因此鍛造余熱淬火(huo)+高溫回火(huo)可取代(dai)球(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)作(zuo)為預備熱處理，這樣還可節省電能、工時(shi)，大大提高設備利用率。

新(xin)的加工路線是：

鍛造成形→余熱(re)淬火(huo)(huo)→高(gao)溫回火(huo)(huo)→粗加工→淬火(huo)(huo)→低溫回火(huo)(huo)→精加工。

采用鍛(duan)造余(yu)熱淬火工藝后，在(zai)提(ti)高產品質量(liang)的(de)(de)前(qian)提(ti)下(xia)，減(jian)少了(le)傳統淬火工藝中的(de)(de)一次加熱過程，節約(yue)了(le)大量(liang)的(de)(de)能源消耗。由于(yu)便于(yu)實(shi)現(xian)流水線生(sheng)(sheng)(sheng)產，不僅使生(sheng)(sheng)(sheng)產周期大大縮短，生(sheng)(sheng)(sheng)產效率得到顯(xian)著提(ti)高，而且大幅度減(jian)輕了(le)工人的(de)(de)勞動強(qiang)度，同時獲得了(le)顯(xian)著的(de)(de)經濟(ji)效益。生(sheng)(sheng)(sheng)產實(shi)踐表明，這(zhe)項(xiang)技術極具推廣價(jia)值。鍛(duan)造余(yu)熱淬火既適于(yu)少批(pi)量(liang)生(sheng)(sheng)(sheng)產，又適于(yu)大批(pi)量(liang)生(sheng)(sheng)(sheng)產，所(suo)以對各種需鍛(duan)熱的(de)(de)零件應(ying)進行性(xing)能研究、檢測及驗證。

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