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1、壅皇壘里．IResearch&Applicn伽TL·4521齒輪鍛坯等溫正火工藝的研究一汽解放汽車有限公司車橋分公司(吉林長春130011)莊稼稔孫少權(quán)李明哲池建華韓子健鍛造毛坯的預(yù)先熱處理，不僅對切削加工性能有率在20％40％，因變形造成零件的廢品率高達10％以極大影響，而且對最終熱處理變形也有重大影響。為了上，使產(chǎn)品質(zhì)量得不到有效控制，生產(chǎn)成本大幅提高。提高齒坯的可切削性，消除鍛造應(yīng)力，使組織均勻化，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，我公司與一汽一巴特勒鍛造有通常采用等溫正火進行預(yù)先熱處理。正火是一種傳統(tǒng)的限公司成立聯(lián)合
2、項目組進行項目攻關(guān)。工藝，因其設(shè)備、工藝要求簡單，能耗少，一直被廣泛一采用。但在生產(chǎn)實際中，滲碳鋼鍛造毛坯經(jīng)正火處理、試驗設(shè)備及材料后，由于很難控制正火的冷卻速度，因此奧氏體分解相1．試驗設(shè)備變無法控制，必然在一個溫度區(qū)間內(nèi)連續(xù)進行，因而獲(1)推桿式連續(xù)線加熱爐型號T一240，該設(shè)備得的顯微組織和硬度也可能不同。有些鋼件由于冷卻速加熱共分三個區(qū)，爐內(nèi)共分布18個料盤，靠液壓油缸來度較大，有可能局部甚至全部獲得非平衡組織(d—Fe實現(xiàn)進料。工件裝在料筐內(nèi)，由推桿將料筐及工件推魏氏組織、貝氏體等)，這不僅影響
3、切削加工性能，而入爐內(nèi)。經(jīng)實際測溫，爐溫的均勻性偏差±4~C。工件且也會改變鋼件滲碳淬火后的變形規(guī)律，會因變形過大加熱后按工藝方法冷卻后入等溫爐。等溫爐型號為T一而報廢。這種情況在淬透性波動較大的鋼中更易出現(xiàn)。165型，等溫爐加熱共分四個區(qū)，爐內(nèi)共分布10個方形對于冷卻速度較小的鋼件，由于鋼的硬度過低，切削時料筐，同樣靠液壓油缸來實現(xiàn)進料，每個區(qū)各有一個風(fēng)易發(fā)生塑性變形，形成切削瘤，出現(xiàn)“粘刀”、“燒刀”扇，并有風(fēng)道，以保證等溫溫度的均勻性。經(jīng)實際測現(xiàn)象。溫，爐溫的均勻性偏差為±8℃。一汽一大眾250變速箱
4、系列齒輪，一直在一汽一巴特(2)布氏硬度計HB一3000型。勒鍛造有限公司進行精鍛及正火的試生產(chǎn)。但鍛造公司(3)金相顯微鏡奧林巴斯GX5l型。在生產(chǎn)過程中對等溫正火工藝雖經(jīng)多次調(diào)整，該件正火組織及硬度卻一直沒有達到工藝要求。主要問題反映在2．試驗材料及技術(shù)要求正火后組織不合格，有粒狀貝氏體組織出現(xiàn)；硬度不合(1)試驗材料TL一4521(具體成分見表1)。格，硬度散差大，軟硬不均。這些都影響了零件的機械(2)正火組織技術(shù)要求F+P1-4級(標準號)；加工性能，并對最終的碳氮共滲處理變形產(chǎn)生了嚴重的不允許有粒
5、狀貝氏體。影響。據(jù)大眾公司反應(yīng)，經(jīng)碳氮共滲后工件的變形超差(3)硬度要求167～193HBW。表1材料化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))f％)712素CMnCrMoNiTiAlSiSP標準0．15～0-23O．50加．80O．65加．85028~0_381．5～1．9≤0．O050．0l5O．035≤0．120．025~o．035≤0．035實際含量0-2lO．63O．71O_321．60．0050．02l0．080．0310．005保溫一定時間，使工件組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體組織后再二試驗過程分析及討論進行冷卻。為獲得細化
6、的珠光體，冷卻方式一般為強制1．試驗工藝風(fēng)冷。為保證零件的硬度散差，風(fēng)冷時將零件散放，等溫正火工藝一般為將零件加熱到C3溫度以上，以確保零件均勻冷卻。待工件冷卻至等溫溫度時，及囫!絲塑墊竺型絲堂參磊工熱加工wmetalworking71950．comResearc^&鉚砌I!壅皇壁里時入等溫爐，以防止粒狀貝氏體組織的出現(xiàn)。由于TL一4521為德國大眾特有材料，沒有任何技術(shù)資料，只能借鑒國內(nèi)的類似材料。因此將加熱溫度定為920℃，根據(jù)外形尺寸及裝載量、裝載方式，將加熱保溫時間和等溫保溫時間定為4．5h，等溫溫
7、度定為600℃、620V、640V。冷卻過程采用強制風(fēng)冷(散放)、空冷(散放)和直接入等溫爐，冷卻時間采用60s、120s、180s。對于以上三個變化的參數(shù)采用正交法進行試驗。根據(jù)試驗結(jié)果，進行適當?shù)恼{(diào)整，最終找出最佳的工藝圖1零件的金相照片100x參數(shù)控制范圍，為指導(dǎo)生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)。部分工藝參數(shù)及結(jié)果如表2～4所示。于在強制風(fēng)冷的條件下，四周外側(cè)邊緣零件冷卻速度稍由表2可以看出，采用強制風(fēng)冷，等溫溫度為快，居于中間的零件冷卻速度稍慢造成的。同時也說明640℃，不同冷卻時間后，零件的硬度介于164～采用
8、強制風(fēng)冷工藝，冷速過快，達不到所要求的硬度和242HBW之間，完全超出了167～193HBW的技術(shù)要金相組織。求；同時硬度散差也很大，達到了78HBW。鐵素體和由表3可以看出，采用空冷，等溫溫度為640℃，珠光體的級別也由3級到6級不等，并有粒狀貝氏體組織不同冷卻時間后，零件的硬度介于152～228HBW之出現(xiàn)。圖1是強制風(fēng)冷、冷卻時間為180s、檢測硬度為間，同樣也超出了167～193HBW的技術(shù)要求；同時硬2
