淺談齒輪鍛件退火熱處理工藝

尤騰達

摘 要：在本篇文章中，主要從小型齒輪類鍛件的等溫退火以及余熱退火等方面入手，進行了詳細的探究和分析，并且重點闡述了等溫退火和余熱退火工藝方式呈現(xiàn)出來的特征以及優(yōu)勢，進而確保小型齒輪類鍛件的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：齒輪鍛件退火;熱處理工藝;應(yīng)用

對于滲碳鋼鍛件來講，經(jīng)過鍛造以后空冷至室溫，獲取鐵素體、珠光體以及貝氏體相互組合形成的混合組織時，當(dāng)溫度上升到930℃以后進行滲碳，加以冷卻，一直到850℃淬火以后形成了粗大奧氏體晶體，此種情況呈現(xiàn)除了一定的組織遺傳性特征。等到鍛造以后采取熱處理方式獲取鐵素體和珠光體的混合組織，然后進行滲碳淬火，組織發(fā)生了一系列的改變，不會再發(fā)生組織遺傳性現(xiàn)象，以上情況便是鍛造以后熱處理的重要性。當(dāng)前階段，實施小型齒輪鍛件熱處理工作的實質(zhì)性目的是為了將鍛造應(yīng)力徹底清除，獲取相對均勻的金相組織，將切削效果發(fā)揮到最好，從一定程度上降低齒輪滲碳和淬火以后變形現(xiàn)象的發(fā)生概率。

一、等溫退火方式

熱處理是指處于固態(tài)中對材料進行加熱、保溫和冷卻，進而優(yōu)化內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，發(fā)揮出相應(yīng)的性能。在處理期間，需要根據(jù)具體要求選取相關(guān)的熱處理方式。

目前，鍛件材料是20CrMnti，采取的設(shè)備是等溫退火連續(xù)爐，其是由高溫區(qū)、快冷區(qū)以及等溫區(qū)相互組合形成的，等溫退火供需是鍛件高溫加熱區(qū)域，從室溫加熱到940℃，持續(xù)性保溫一段時間以后，使其具備奧氏體化，隨后進入快冷區(qū)域，處于5～10min之內(nèi)從95℃快速冷卻到650℃，確保鍛件能夠高效率的進入正確相變區(qū)間，控制好具體的保溫溫度，促使鍛件相變到鐵素體和珠光體組織，運輸?shù)綘t外空冷到室溫。在該項環(huán)節(jié)中，應(yīng)當(dāng)明確了解到的一方面是，因為鍛件包含的尺寸不一樣，因此應(yīng)當(dāng)結(jié)合作業(yè)實際開展情況來優(yōu)化以及調(diào)整等溫退火工藝曲線，遵循鍛件金相組織為1～3級的基本原則，將表面硬度控制于160～210HBW是最佳的狀態(tài)。通過相關(guān)試驗探究表明，該種類型的生產(chǎn)工藝也比較適合應(yīng)用到小型軸類鍛件退火環(huán)節(jié)中，設(shè)備生產(chǎn)能力高達600kg/h。

二、余熱退火

當(dāng)鍛件材質(zhì)是20CrMnti的情況下，采取的設(shè)備是網(wǎng)帶式余熱退火爐，其是由加熱爐和快冷室相互組合形成的。所謂預(yù)熱退火工序，主要是指鍛件成型以后，將其放置于加熱爐中，溫度控制在650℃左右，時間大約是45min，隨后快速放置到快冷室內(nèi)，基于20min之內(nèi)將溫度冷卻到70℃以下。當(dāng)實施鍛件余熱退火工作的過程中，必須加大對鍛件入爐溫度和爐內(nèi)保溫時間的監(jiān)督控制力度，通過相關(guān)試驗表明，普通鍛件入爐溫度只有控制在800℃左右才是最佳的狀態(tài)，在這一過程中，退火以后的金相和硬度最符合要求。其次，溫度處于800℃之下的鍛件采取余熱退火方式以后也許會發(fā)生諸多異常現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為組織以及硬度和標(biāo)準(zhǔn)要求不相符，因此必須重點關(guān)注此種現(xiàn)象。除此之外，保溫時間以及溫度并不是一成不變的，而是結(jié)合鍛件大小程度和薄厚情況加以調(diào)整。最后，當(dāng)余熱退火出爐以后也能夠空冷到室溫。某項公司在采取風(fēng)冷的時候，一般是從退火以后鍛件直接由員工裝到拋丸機中對氧化皮進行清理的，如此的化，就不需要再次設(shè)置中間貨店了。該項設(shè)備生產(chǎn)能力大約是600kg/h，退火以后的鍛件金相組織為1～3級，同時相關(guān)人員還必須大力強化表面硬度。

三、對于等溫退火和余熱退火的比較分析

等溫退火和余熱退火的優(yōu)勢以及缺陷：其一，等溫退火工藝;該項工藝除了有著一定的優(yōu)勢之外，還具備明顯的缺陷。本文首先對存在的缺陷進行了明確的探究。首先，可以將鍛件硬度的離散度控制在合理范圍中，整項退火流程較為規(guī)范，對于退火以后的鍛件來講，不管是表面硬度，還是金相組織，均和標(biāo)準(zhǔn)要求相一致，其由于優(yōu)勢極高而受到了廣泛的應(yīng)用，未來發(fā)展趨勢良好。另外一項明顯的優(yōu)勢便是處于鍛造生產(chǎn)線外部，本身有著一定的獨立性，和其他類型的鍛造設(shè)備相比較來看不會產(chǎn)生相互影響和約束的現(xiàn)象，除了不會因為設(shè)備故障問題而停爐之外，也不會因為等溫退火線不合理而導(dǎo)致鍛造生產(chǎn)線停止。不過，該項方式也有著明顯的弊端，比如，必須等到鍛件徹底冷卻以后再對其實施加熱工作，使其上升到940℃，可這樣的話，能源消耗量是非常多的。其次，等溫退火線難以和生產(chǎn)線結(jié)合到一起，難以達到一體式鍛造生產(chǎn)的目的。針對此種現(xiàn)象，通常是專門設(shè)置待正火貨店，等到鍛件量和等溫退火設(shè)備能力相一致以后才將其統(tǒng)一放入爐子內(nèi)，可是中間貨店占據(jù)的空間是諸多的，消耗量大，根本無法滿足基本要求。其二，余熱退火工藝;優(yōu)勢：本身具備良好的節(jié)能性和環(huán)保性，比較符合我國大力提倡的低碳經(jīng)濟理念，可以借助鍛件余熱優(yōu)勢來優(yōu)化加熱流程，消耗量非常低，并且還能夠和鍛造生產(chǎn)線相互聯(lián)系起來，避免了成本過度輸出，從一定程度上節(jié)省了場地資源。缺陷：通過應(yīng)用余熱退火工藝可以看出，雖然有著良好的可靠性和穩(wěn)定性，并且也因為優(yōu)勢極高而被廣泛應(yīng)用到了生產(chǎn)環(huán)節(jié)內(nèi)，可是因為采取的鍛造設(shè)備性能不一致，鍛造作業(yè)人員操作速度不一致，因此難以有效控制入爐的具體溫度，致使組織硬度和標(biāo)準(zhǔn)要求不相符。而且必須處于每一條鍛造生產(chǎn)線的后期，和其他類型的鍛造設(shè)備相比較來看有著明顯的影響，換而言之，余熱退火爐以及鍛造生產(chǎn)線內(nèi)的設(shè)備發(fā)生不良故障問題以后，整項生產(chǎn)線都將會受到不良的影響，質(zhì)量得不到保障。最后，當(dāng)退火爐處于升溫或者是降溫環(huán)節(jié)的時候，消耗的時間以及資源是特別多的，因此，余熱退火中的鍛造生產(chǎn)線必須是三班運轉(zhuǎn)的飽和生產(chǎn)線，不然生產(chǎn)8h以及空爐運轉(zhuǎn)16h都是不行的。

四、結(jié)束語

從以上論述來看，通過對齒輪鍛件退火熱處理工藝進行探究以及分析表明，除了有著一定的優(yōu)勢之外，還有著相關(guān)的缺陷，相關(guān)人員可以結(jié)合生產(chǎn)期間的具體質(zhì)量、消耗的成本以及場地等諸多因素，全面探究，選取最佳且符合要求的鍛件退火工藝，進而將工藝的優(yōu)勢全面體現(xiàn)出來。

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