40Cr連桿網(wǎng)帶爐熱處理技術(shù)改進(jìn)，并節(jié)能降耗

齊羿+王凱+王新江

【摘要】 本文從40Cr連桿材料特性和熱處理技術(shù)方向出發(fā)，對(duì)我公司40Cr連桿網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，滿(mǎn)足產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量符合技術(shù)要求同時(shí)，達(dá)到為企業(yè)節(jié)能降耗的目的。

【關(guān)鍵詞】 40Cr 熱處理 技術(shù)改進(jìn) 節(jié)能降耗

一、前言：

連桿是汽車(chē)與船舶等發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件，它連接著活塞和曲軸，其作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。連桿在工作中，除承受燃燒室燃?xì)猱a(chǎn)生的壓力外，還要承受縱向和橫向的慣性力連桿的工作條件要求連桿具有較高的強(qiáng)度和抗疲勞性能，又要求具有足夠的鋼性和韌性。

40Cr鋼的調(diào)質(zhì)處理 Cr能增加鋼的淬透性，提高鋼的強(qiáng)度和回火穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的機(jī)械性能。截面尺寸大或重要的調(diào)質(zhì)工件，應(yīng)采用Cr鋼。但Cr鋼有第二類(lèi)回火脆性。 40Cr工件淬火后應(yīng)采用油冷，40Cr鋼的淬透性較好，在油中冷卻能淬硬，而且工件的變形、開(kāi)裂傾向小。40Cr工件高溫回火后，在水中冷卻，目的是避免第二類(lèi)回火脆性的影響?；鼗鹂炖浜蟮墓ぜ匾獣r(shí)再施以消除應(yīng)力處理。

二、項(xiàng)目背景和目的

近期，我公司將40Cr連桿鑄鏈爐熱處理調(diào)質(zhì)線(xiàn)改造為網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)線(xiàn)，由于原鑄鏈爐熱處理調(diào)質(zhì)線(xiàn)生產(chǎn)能力和匹配性限制，造成40Cr連桿熱處理技術(shù)要求淬火爐擺料方式為單層兩排布料、淬火油池電機(jī)攪拌方式為單頻攪拌。

自40Cr連桿試制成功至批量生產(chǎn)，所制定和執(zhí)行的熱處理技術(shù)均為滿(mǎn)足產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量符合技術(shù)要求，經(jīng)改造后的網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)線(xiàn)生產(chǎn)40Cr連桿的能力和匹配性突破原有局限，有較大提升空間，因此，我公司準(zhǔn)備對(duì)40Cr連桿網(wǎng)帶爐熱處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)達(dá)到為企業(yè)節(jié)能降耗的目的。

三、項(xiàng)目方案

1）根據(jù)改造后網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)線(xiàn)生產(chǎn)能力及匹配性和現(xiàn)行熱處理工藝能力理論評(píng)測(cè)，淬火爐入爐擺料方式由單層兩排改為單層三排的方式可行，但同時(shí)需驗(yàn)證是否會(huì)因?yàn)榉偶?shù)量提升造成下料口堵料或者在爐內(nèi)剮蹭網(wǎng)帶爐兩側(cè)而造成擠料，以及回火爐是否有因入爐量增大而造成工件堆疊現(xiàn)象；

2）淬火油池?cái)嚢韪脑欤蓡晤l攪拌改為變頻攪拌，以適應(yīng)不同入爐量的淬火攪拌調(diào)整，確保滿(mǎn)足淬火冷卻符合工藝要求；

3）40Cr連桿產(chǎn)品淬火油溫工藝范圍調(diào)整：根據(jù)使用淬火液冷卻曲線(xiàn)測(cè)試儀器的定期測(cè)定發(fā)現(xiàn)，40Cr連桿在油溫50-75℃入淬時(shí)淬火油的冷卻曲線(xiàn)和特性值相較于75-90℃入淬時(shí)淬火油的冷卻曲線(xiàn)和特性值，表現(xiàn)更好；同時(shí)，考慮到油溫較高存在生產(chǎn)的安全隱患，因此，在50-75℃情況下進(jìn)行10L發(fā)動(dòng)機(jī)連桿生產(chǎn)試驗(yàn)，連續(xù)跟蹤產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和理化檢驗(yàn)，是否滿(mǎn)足生產(chǎn)需求和技術(shù)要求。

四、項(xiàng)目效果

1）網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)線(xiàn)淬火爐入爐量較原鑄鏈爐熱處理調(diào)質(zhì)線(xiàn)生產(chǎn)模式下提升50%， 2016年1～9月份，我公司調(diào)質(zhì)生產(chǎn)40Cr連桿鍛件約23萬(wàn)件，按照原熱處理技術(shù)每天可生產(chǎn)2400件，技術(shù)改進(jìn)后每天可提升3600件，則2016年1～9月份生產(chǎn)工時(shí)節(jié)省了230000/2400-230000/3600≈32天；

2）網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)線(xiàn)淬火爐功率246KW，回火爐功率280KW，7臺(tái)風(fēng)機(jī)每臺(tái)功率1.5KW，按照原熱處理技術(shù)每天生產(chǎn)消耗電能（246+280）×80%×24h×0.795+7×1.5×24h×0.795≈8230元，且考慮到由于網(wǎng)帶爐生產(chǎn)40Cr連桿產(chǎn)能提升造成設(shè)備實(shí)際使用效率由原80%提升至85%，造成每天生產(chǎn)電能能耗增加（246+280）×（85%-80%）×24h×0.795≈501元，因此，技術(shù)改進(jìn)后2016年1～9月份實(shí)際節(jié)約電能能耗費(fèi)用為（8230-501）元/天×32天≈24.8萬(wàn)元，則該部分全年預(yù)計(jì)可節(jié)約電能24.8萬(wàn)元/9月×12月≈33萬(wàn)元；

3）按照熱處理技術(shù)要求對(duì)產(chǎn)品的淬火硬度抽檢，淬火硬度合格率大于99.92%，可以滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量要求；大量性能和內(nèi)在質(zhì)量送檢，取樣位置包括三排各個(gè)位置進(jìn)行多次逐一驗(yàn)證，通過(guò)理化實(shí)驗(yàn)室金相檢驗(yàn)，均可符合產(chǎn)品質(zhì)量要求；通過(guò)回火硬度普檢SPC數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，試驗(yàn)階段回火硬度合格率大于92%，優(yōu)于原雙排擺放/淬火油溫75-90℃的生產(chǎn)模式的回火硬度合格率（原生產(chǎn)回火硬度合格率約70%），則2016年1～9月份，減少調(diào)質(zhì)工序返修連桿約23萬(wàn)件×（92%-70%）≈5.1萬(wàn)件，節(jié)省電能費(fèi)用：5.1萬(wàn)件÷2400件/天×8230元/天≈17.5萬(wàn)元，則該部分全年預(yù)計(jì)可節(jié)約電能約17.5萬(wàn)元/9月×12月≈24萬(wàn)元。

因此，當(dāng)40Cr連桿網(wǎng)帶爐熱處理技術(shù)改進(jìn)項(xiàng)目完成后，可為企業(yè)每年節(jié)能降耗約57萬(wàn)元。

參 考 文 獻(xiàn)

{1}熱處理手冊(cè).第2卷，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理專(zhuān)業(yè)分會(huì)《熱處理手冊(cè)》編委會(huì)編.-3版.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2001.5