王曉燕 周星云

(沈陽(yáng)鑄鍛工業(yè)有限公司熱處理分公司，遼寧110142)

SCMn2B蓬罩的熱處理試制生產(chǎn)

王曉燕 周星云

(沈陽(yáng)鑄鍛工業(yè)有限公司熱處理分公司，遼寧110142)

根據(jù)SCMn2B蓬罩試塊試驗(yàn)結(jié)果，摸索出SCMn2B蓬罩合理的熱處理工藝為870℃淬火+水冷以及500℃回火+空冷。利用該工藝進(jìn)行試制生產(chǎn)，產(chǎn)品滿(mǎn)足技術(shù)要求。

SCMn2B蓬罩；熱處理工藝；試制

SCMn2B蓬罩是日本某公司委托我公司進(jìn)行熱處理試制生產(chǎn)的，該產(chǎn)品壁薄且零件截面厚度相差大，易出現(xiàn)裂紋，要求硬度高且均勻性好，綜合技術(shù)指標(biāo)高于日本標(biāo)準(zhǔn)。鑒于該材料產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)屬首次生產(chǎn)且難度較大，我公司特成立項(xiàng)目組進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

1 零件材料、規(guī)格及技術(shù)要求

1.1 材料及規(guī)格

材料為SCMn2B，執(zhí)行日本標(biāo)準(zhǔn)JISG5111，其材料成分見(jiàn)表1。零件為鑄后毛坯狀態(tài)，輪廓呈錐筒形，最大外徑1.8 m，單重5350 kg。

表1 SCMn2B材料化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

表2 試塊性能結(jié)果

1.2 技術(shù)指標(biāo)及其它要求

力學(xué)性能指標(biāo)高于日本標(biāo)準(zhǔn)，具體見(jiàn)表2。表面無(wú)裂紋等缺陷。

1.3 取樣要求

預(yù)檢硬度合格后，從零件上隨機(jī)切取1個(gè)本體試塊進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。

2 工藝制定

2.1 試塊試驗(yàn)

由于零件力學(xué)性能要求較高，硬度要求值高于日本標(biāo)準(zhǔn)要求，國(guó)內(nèi)沒(méi)有該材質(zhì)產(chǎn)品的相關(guān)熱處理生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，因此計(jì)劃先對(duì)100 mm×100 mm×160 mm試塊進(jìn)行工藝試驗(yàn)，通過(guò)檢測(cè)結(jié)果摸索出合適的工藝參數(shù)，從而確定合理的調(diào)質(zhì)工藝，確保熱處理生產(chǎn)一次性合格。經(jīng)查閱資料，結(jié)合相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)，初步制定試塊熱處理調(diào)質(zhì)工藝為：870℃淬火+水冷，520℃回火+空冷。試塊按照該工藝進(jìn)行試驗(yàn)后，力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2，各項(xiàng)性能值均達(dá)到了技術(shù)要求。

2.2 確定熱處理工藝

試塊試驗(yàn)結(jié)果證明初步制定的工藝能夠滿(mǎn)足其性能要求，但由于試塊小，有效截面尺寸為100 mm，而蓬罩本身截面厚度相差大，最厚處達(dá)400 mm，本體淬火效果不及試塊，所以SCMn2B蓬罩的回火溫度應(yīng)該適當(dāng)降低。結(jié)合蓬罩本體的結(jié)構(gòu)特征和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，參照熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn)，SCMn2B蓬罩的熱處理工藝按圖1所示曲線執(zhí)行。

圖1 熱處理工藝曲線

3 試制生產(chǎn)

本次調(diào)質(zhì)生產(chǎn)1件蓬罩試制件，我公司熱處理后經(jīng)日方公司檢驗(yàn)合格后投入批量生產(chǎn)。由于是國(guó)內(nèi)首次生產(chǎn)，缺少該材料零件的技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，我公司高度重視，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程要求相關(guān)部門(mén)全程監(jiān)控，主要質(zhì)量控制要點(diǎn)和措施如下：

(1)采用平托盤(pán)擺件，蓬罩大端面朝下，與托盤(pán)之間用墊圈或墊塊均勻墊平墊穩(wěn)，裝爐時(shí)將托盤(pán)放置在墊鐵之上，靠近燒嘴部位的墊鐵用耐火纖維蓋住，防止墊鐵局部高溫影響零件。保證工件離燒嘴的距離在300 mm以上，避免零件受燒嘴熱集中影響而使局部溫度過(guò)高。為準(zhǔn)確控制零件溫度及其到溫保溫時(shí)間，進(jìn)電爐前在蓬罩本體上壓臨時(shí)熱電偶，生產(chǎn)中以臨時(shí)熱電偶到溫開(kāi)始計(jì)算保溫時(shí)間。

(2)點(diǎn)爐后嚴(yán)格按工藝要求控制升溫速度，監(jiān)控人員與操作者要定時(shí)查看爐內(nèi)溫度場(chǎng)及燒嘴火焰大小，發(fā)現(xiàn)溫差時(shí)要及時(shí)調(diào)整偏差，確保爐膛各區(qū)溫度及本體溫度均勻，避免速度太快和溫度不均使零件產(chǎn)生變形。

(3)為保證淬火冷卻效果，淬火前提前開(kāi)啟淬火用水槽的循環(huán)系統(tǒng)及加熱系統(tǒng)，并確保水溫在40℃左右。淬火時(shí)采用吊鏈吊具吊托盤(pán)淬火，起吊平穩(wěn)，淬火操作迅速，嚴(yán)格控制零件出爐至進(jìn)水槽的時(shí)間。為提高蓬罩的淬火效果，同時(shí)為避免其因截面厚度相差大而產(chǎn)生裂紋，在蓬罩進(jìn)入水槽后至出水槽前始終保持緩慢串動(dòng)狀態(tài)。淬火時(shí)對(duì)水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)出水的蓬罩進(jìn)行溫度檢測(cè)，嚴(yán)格控制本體溫度在150～200℃之間。淬火后及時(shí)裝爐回火，嚴(yán)格按工藝執(zhí)行，確保回火溫度均勻，保溫時(shí)間充分，空冷時(shí)嚴(yán)禁有過(guò)堂風(fēng)。

(4)零件熱處理結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行交檢。本體硬度預(yù)檢合格后從零件上隨機(jī)切取1個(gè)本體試塊，委托做拉伸試驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 檢驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)論

SCMn2B蓬罩熱處理試制生產(chǎn)后，蓬罩表面未出現(xiàn)裂紋，硬度均勻，滿(mǎn)足了客戶(hù)的硬度要求范圍，力學(xué)性能指標(biāo)也合格。這次試制生產(chǎn)成功滿(mǎn)足了SCMn2B蓬罩的技術(shù)要求，得到了日本公司的認(rèn)可，為今后SCMn2B蓬罩在國(guó)內(nèi)進(jìn)行熱處理工序做了充足的技術(shù)準(zhǔn)備。

編輯 杜青泉

Preproduction of Heat Treatment for SCMn2B Hood

Wang Xiaoyan，Zhou Xingyun

According to the test result of test block of SCMn2B hood, the reasonable heat treatment process is worked out as quenching at 870℃, water cooling, tempering at 500℃ and air cooling. The preproduction of SCMn2B hood by this process satisfies the technical requirements of customers.

SCMn2B hood, heat treatment process, preproduction

2017—01—21

王曉燕(1983—)，女，碩士，工程師，從事熱處理工藝研究與設(shè)計(jì)工作。

TG156

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