力学性能
如上所述, 20Cr钢模锻卸扣锻热淬火后,要得到与常规热处理同样的回火硬度,回火温度可明显提高,从而在保持高的Rm、Rel的同时,A、Z、KV2值均有较大提高。锻热淬火属于高温形变热处理的范畴,可以提高钢材的裂纹扩展功、冲击疲劳抗力、断裂韧度、疲劳断裂抗力(特别是在超载区的疲劳破断抗力),延迟破断裂纹扩展,提高高温接触应力下局部表面破损抗力和接触疲劳抗力(尤其是在超载区),降低钢材脆性转变温度及缺口敏感性,在低温破断时呈现韧性断口。
经济效益
原常规工艺是锻造后正火+淬火+回火,新工艺是锻后直接淬火+回火,由于省略了毛坯件的正火和淬火两次加热,平均每吨工件可节电700 kW·h,按照0. 7元/kW·h计算,每吨产品可节约成本490元。
社会效益
美国热处理技术发展路线图的2020设想目标是能耗减少80%,工艺周期缩短50%,生产成本降低75%。这对我们来说应是挑战和鞭策,也是我们追求和奋进的目标。众所周知,中国是个能源短缺的国家,所以挖掘节能潜力是实施热处理节能降耗的重要措施。在卸扣模锻生产线上实现锻热淬火,充分利用锻后余热,不仅节约了重新加热所需的热能,而且还获得了改善组织和性能的形变热处理的功效,符合节能环保、可持续发展的科学理念,具有很大的社会效益。
生产状况
对于卸扣锻热淬火热处理工艺在实际生产中的可行性,下面将以13. 5 t卸扣本体(材料20Cr钢)为例进行简要阐述。常规淬火生产工艺:下料→中频加热→锻造→正火→淬火→回火→钻孔→攻螺纹→表面处理。锻热淬火生产工艺:下料→中频加热→锻造→锻后余热淬火→回火→钻孔→攻螺纹→表面处理。20Cr钢的Ar3温度为799℃,而13. 5 t卸扣本体终锻后温度为850~890℃,因此,对13. 5 t卸扣本体进行锻热淬火处理在实际生产中是可行的。
锻热淬火效果
锻热淬火工艺应用于20Cr钢模锻类产品是切实可行的。其优点主要表现在:(1)锻热淬火可使卸扣类产品获得良好的综合力学性能,尤其是低温冲击韧度。(2)20Cr钢模锻类产品锻热淬火易于实施,生产控制比较简单,只需在模锻线上增添一套带空气冷却器的循环冷却盐水槽即可实施锻热淬火。(3)减轻了劳动强度,改善了锻造车间的生产条件。(4)节约能源,简化了生产工序,大大提高了生产率,每吨节电约700 kW·h,降低成本490元,经济效益显著。(5)符合节能降耗、可持续发展的科学发展观要求,具有良好的社会效益。
