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        鍛造行業(yè)是能源消耗大戶，而鍛件熱處理又是鍛件生產(chǎn)中能源消耗大戶，約占整個鍛件生產(chǎn)總能耗的30%～35%。我國每噸模鍛件的能耗約為1.0t標(biāo)煤，與國外工業(yè)發(fā)達國家相比，存在很大差距，例如日本每噸模鍛件的能耗約為0.515t標(biāo)煤。鍛件能耗約占鍛件成本的8%～10%，降低能耗不僅可以降低鍛件生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，而且能源問題又是關(guān)系到一個國家能否可持續(xù)發(fā)展的重要問題，甚至是關(guān)系到人類生存的全球性重大問題。所以充分利用鍛造余熱進行熱處理，在節(jié)能降耗、提升效率等方面有著顯而易見的優(yōu)勢，既節(jié)約能源、縮短工藝流程，又保護環(huán)境。

熱模鍛余熱熱處理

        鍛造后利用鍛件自身熱量直接進行熱處理，即鍛件的余熱熱處理省略了鍛造后熱處理前重新加熱鍛件的工序，余熱熱處理一般有以下3種方式。

        ⑴鍛后進行余熱均溫?zé)崽幚怼ｅ懠尚魏笾苯铀腿霟崽幚頎t，仍按常規(guī)的熱處理工藝進行，均溫后鍛件不同部位溫度一致，可縮短保溫時間，這種方法稱為余熱均溫?zé)崽幚怼τ谛螤顝?fù)雜，特別是截面變化大的鍛件采用該工藝可以確保鍛件質(zhì)量穩(wěn)定。

        ⑵鍛后直接余熱熱處理。鍛件成形后利用鍛造余熱直接進行熱處理，把鍛造和熱處理緊密結(jié)合在一起，節(jié)省了普通熱處理需要重新加熱造成的大量能耗浪費。

        ⑶鍛后利用部分余熱進行熱處理。鍛件成形后將鍛件冷卻到600～650℃左右，然后將鍛件再加熱到所需要的溫度進行熱處理。此方法可以細化到晶粒，又節(jié)約了把鍛件從室溫加熱到600～650℃的能耗，一般適用于對晶粒度要求高的鍛件。

余熱熱處理常用工藝方法

        鍛造余熱淬火

        鍛造余熱淬火是鍛件成形后，當(dāng)其溫度高于Ar3或Ar3～Ar1之間的某一溫度時，淬入適當(dāng)?shù)拇慊鸾橘|(zhì)中，獲得馬氏體或貝氏體組織的工藝方法。

        鍛件經(jīng)鍛造余熱淬火和回火處理后，不僅可以獲得較好的綜合機械性能，而且可以節(jié)省能源，簡化工藝流程、縮短生產(chǎn)周期，減少人員和節(jié)省淬火加熱爐的投資費用。

        鍛件經(jīng)鍛造余熱淬火并高溫回火后，其強度與硬度一般均高于普通調(diào)質(zhì)，而塑性與韌性比普通調(diào)質(zhì)稍低(兩者回火溫度相同時)。若鍛造余熱淬火后，采用較高回火溫度(一般比普通調(diào)質(zhì)的回火溫度高出40～80℃)后，其塑性和韌性與普通淬火相當(dāng)或稍高。鍛件經(jīng)鍛造余熱淬火后，在保持塑性和韌性的前提下明顯地提高了強度和硬度，另外由于其晶粒較普通淬火粗大，可改善材料的切削加工性能。

鍛造余熱正火(退火)

        鍛造余熱正火(退火)是鍛件成形后，當(dāng)溫度高于Ar3(對亞共析鋼)時，進入正火爐、冷卻箱或退火爐內(nèi)進行正火或控制冷卻，得到正火組織。

        由于鍛造加熱溫度高，采用此方法處理后鍛件的晶粒較粗，一般用于預(yù)備熱處理，不適用對于晶粒度有較高要求的鍛件。同時，處理后得到的組織為珠光體+鐵素體平衡組織，粗晶粒在后續(xù)熱處理中不存在組織遺傳，晶?？芍匦录毣?/span>

        鍛造余熱等溫正火

        鍛造余熱等溫正火是鍛件成形后，當(dāng)溫度高于Ar3(對亞共析鋼)時急速冷卻，冷卻到等溫溫度后保溫一段時間后空冷至室溫。

        鍛件成形后溫度一般在900～1000℃，急冷速度一般控制在30～42℃/min，等溫溫度一般為550～680℃(具體需根據(jù)不同材質(zhì)確定)。急冷是該工藝的關(guān)鍵工序，可通過調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)溫和風(fēng)向，保證鍛件冷卻后溫度均勻。等溫溫度根據(jù)材料種類和要求的硬度確定，一般選在珠光體轉(zhuǎn)變曲線的鼻部以縮短等溫保溫時間。鍛造余熱等溫正火多用于滲碳齒輪鋼，例如SCM420H、SCM822H、SAE8620H和20CrMnTiH等。

        余熱熱處理工藝的控制要點

        余熱淬火

        ⑴穩(wěn)定可控的加熱系統(tǒng)。坯料的加熱系統(tǒng)為中頻感應(yīng)加熱、紅外測溫儀和三通道溫度分選系統(tǒng)，可方便的控制加熱溫度和分選加熱溫度不合格的坯料。

        ⑵確定合適的淬火溫度，并能有效加以控制。合適的鍛造余熱淬火溫度需根據(jù)試驗確定，實際操作中可通過控制鍛造加熱溫度、鍛后停留時間來實現(xiàn)，鍛后停留時間推薦碳鋼不大于60s、合金鋼在20～60s之間。

        配置紅外測溫儀和溫度分選系統(tǒng)，將低于淬火溫度的鍛件分選出去;當(dāng)鍛造加熱溫度穩(wěn)定、鍛造過程也穩(wěn)定時可配置工序時間測量和報警系統(tǒng)，通過控制工序時間達到控制淬火溫度的目的。

        ⑶良好的淬火系統(tǒng)。在保證淬火效果的前提下選擇冷卻能力較慢的淬火劑，以防止嚴(yán)重淬火變形和開裂。由于鍛造余熱淬火溫度比普通淬火溫度高，因此鍛件淬透性好，故碳鋼和合金鋼一般選用油或PAG淬火劑。

        淬火槽應(yīng)有足夠的容積，冷卻時間可控，另外還要配置淬火介質(zhì)循環(huán)、冷卻系統(tǒng)和加熱裝置，淬火介質(zhì)溫度自動控制，還應(yīng)配置抽風(fēng)裝置。加強對淬火介質(zhì)的維護，定期檢測淬火介質(zhì)的冷卻性能，清理液槽及循環(huán)系統(tǒng)中的氧化皮等雜質(zhì)，保持淬火介質(zhì)的清潔。

        ⑷淬火后的回火和回火爐的配置位置。鍛件淬火后其內(nèi)部存在較大應(yīng)力，導(dǎo)致放置過程中產(chǎn)生較大變形甚至開裂。為防止淬火后零件變形和開裂，淬火后鍛件應(yīng)及時回火。鍛件淬火后可擱置時間與鍛件材料、形狀和環(huán)境溫度有關(guān)，需根據(jù)試驗確定。為節(jié)約能源和提高回火爐的利用率，降低保溫能耗，采用余熱淬火的鍛件一般在熱處理車間集中回火。

        鍛造行業(yè)是能源消耗大戶，而鍛件熱處理又是鍛件生產(chǎn)中能源消耗大戶，約占整個鍛件生產(chǎn)總能耗的30%～35%。我國每噸模鍛件的能耗約為1.0t標(biāo)煤，與國外工業(yè)發(fā)達國家相比，存在很大差距，例如日本每噸模鍛件的能耗約為0.515t標(biāo)煤。鍛件能耗約占鍛件成本的8%～10%，降低能耗不僅可以降低鍛件生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，而且能源問題又是關(guān)系到一個國家能否可持續(xù)發(fā)展的重要問題，甚至是關(guān)系到人類生存的全球性重大問題。所以充分利用鍛造余熱進行熱處理，在節(jié)能降耗、提升效率等方面有著顯而易見的優(yōu)勢，既節(jié)約能源、縮短工藝流程，又保護環(huán)境。

熱模鍛余熱熱處理

        鍛造后利用鍛件自身熱量直接進行熱處理，即鍛件的余熱熱處理省略了鍛造后熱處理前重新加熱鍛件的工序，余熱熱處理一般有以下3種方式。

        ⑴鍛后進行余熱均溫?zé)崽幚怼ｅ懠尚魏笾苯铀腿霟崽幚頎t，仍按常規(guī)的熱處理工藝進行，均溫后鍛件不同部位溫度一致，可縮短保溫時間，這種方法稱為余熱均溫?zé)崽幚怼τ谛螤顝?fù)雜，特別是截面變化大的鍛件采用該工藝可以確保鍛件質(zhì)量穩(wěn)定。

        ⑵鍛后直接余熱熱處理。鍛件成形后利用鍛造余熱直接進行熱處理，把鍛造和熱處理緊密結(jié)合在一起，節(jié)省了普通熱處理需要重新加熱造成的大量能耗浪費。

        ⑶鍛后利用部分余熱進行熱處理。鍛件成形后將鍛件冷卻到600～650℃左右，然后將鍛件再加熱到所需要的溫度進行熱處理。此方法可以細化到晶粒，又節(jié)約了把鍛件從室溫加熱到600～650℃的能耗，一般適用于對晶粒度要求高的鍛件。

余熱熱處理常用工藝方法

        鍛造余熱淬火

        鍛造余熱淬火是鍛件成形后，當(dāng)其溫度高于Ar3或Ar3～Ar1之間的某一溫度時，淬入適當(dāng)?shù)拇慊鸾橘|(zhì)中，獲得馬氏體或貝氏體組織的工藝方法。

        鍛件經(jīng)鍛造余熱淬火和回火處理后，不僅可以獲得較好的綜合機械性能，而且可以節(jié)省能源，簡化工藝流程、縮短生產(chǎn)周期，減少人員和節(jié)省淬火加熱爐的投資費用。

        鍛件經(jīng)鍛造余熱淬火并高溫回火后，其強度與硬度一般均高于普通調(diào)質(zhì)，而塑性與韌性比普通調(diào)質(zhì)稍低(兩者回火溫度相同時)。若鍛造余熱淬火后，采用較高回火溫度(一般比普通調(diào)質(zhì)的回火溫度高出40～80℃)后，其塑性和韌性與普通淬火相當(dāng)或稍高。鍛件經(jīng)鍛造余熱淬火后，在保持塑性和韌性的前提下明顯地提高了強度和硬度，另外由于其晶粒較普通淬火粗大，可改善材料的切削加工性能。

鍛造余熱正火(退火)

        鍛造余熱正火(退火)是鍛件成形后，當(dāng)溫度高于Ar3(對亞共析鋼)時，進入正火爐、冷卻箱或退火爐內(nèi)進行正火或控制冷卻，得到正火組織。

        由于鍛造加熱溫度高，采用此方法處理后鍛件的晶粒較粗，一般用于預(yù)備熱處理，不適用對于晶粒度有較高要求的鍛件。同時，處理后得到的組織為珠光體+鐵素體平衡組織，粗晶粒在后續(xù)熱處理中不存在組織遺傳，晶?？芍匦录毣?/span>

        鍛造余熱等溫正火

        鍛造余熱等溫正火是鍛件成形后，當(dāng)溫度高于Ar3(對亞共析鋼)時急速冷卻，冷卻到等溫溫度后保溫一段時間后空冷至室溫。

        鍛件成形后溫度一般在900～1000℃，急冷速度一般控制在30～42℃/min，等溫溫度一般為550～680℃(具體需根據(jù)不同材質(zhì)確定)。急冷是該工藝的關(guān)鍵工序，可通過調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)溫和風(fēng)向，保證鍛件冷卻后溫度均勻。等溫溫度根據(jù)材料種類和要求的硬度確定，一般選在珠光體轉(zhuǎn)變曲線的鼻部以縮短等溫保溫時間。鍛造余熱等溫正火多用于滲碳齒輪鋼，例如SCM420H、SCM822H、SAE8620H和20CrMnTiH等。

        余熱熱處理工藝的控制要點

        余熱淬火

        ⑴穩(wěn)定可控的加熱系統(tǒng)。坯料的加熱系統(tǒng)為中頻感應(yīng)加熱、紅外測溫儀和三通道溫度分選系統(tǒng)，可方便的控制加熱溫度和分選加熱溫度不合格的坯料。

        ⑵確定合適的淬火溫度，并能有效加以控制。合適的鍛造余熱淬火溫度需根據(jù)試驗確定，實際操作中可通過控制鍛造加熱溫度、鍛后停留時間來實現(xiàn)，鍛后停留時間推薦碳鋼不大于60s、合金鋼在20～60s之間。

        配置紅外測溫儀和溫度分選系統(tǒng)，將低于淬火溫度的鍛件分選出去;當(dāng)鍛造加熱溫度穩(wěn)定、鍛造過程也穩(wěn)定時可配置工序時間測量和報警系統(tǒng)，通過控制工序時間達到控制淬火溫度的目的。

        ⑶良好的淬火系統(tǒng)。在保證淬火效果的前提下選擇冷卻能力較慢的淬火劑，以防止嚴(yán)重淬火變形和開裂。由于鍛造余熱淬火溫度比普通淬火溫度高，因此鍛件淬透性好，故碳鋼和合金鋼一般選用油或PAG淬火劑。

        淬火槽應(yīng)有足夠的容積，冷卻時間可控，另外還要配置淬火介質(zhì)循環(huán)、冷卻系統(tǒng)和加熱裝置，淬火介質(zhì)溫度自動控制，還應(yīng)配置抽風(fēng)裝置。加強對淬火介質(zhì)的維護，定期檢測淬火介質(zhì)的冷卻性能，清理液槽及循環(huán)系統(tǒng)中的氧化皮等雜質(zhì)，保持淬火介質(zhì)的清潔。

        ⑷淬火后的回火和回火爐的配置位置。鍛件淬火后其內(nèi)部存在較大應(yīng)力，導(dǎo)致放置過程中產(chǎn)生較大變形甚至開裂。為防止淬火后零件變形和開裂，淬火后鍛件應(yīng)及時回火。鍛件淬火后可擱置時間與鍛件材料、形狀和環(huán)境溫度有關(guān)，需根據(jù)試驗確定。為節(jié)約能源和提高回火爐的利用率，降低保溫能耗，采用余熱淬火的鍛件一般在熱處理車間集中回火。