張喆

新程（沈陽）電力設(shè)備有限公司 遼寧沈陽 110000

35CrMo鋼作為我公司零部件的常用材質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)處理時(shí)常采用油冷或水淬油冷兩種方式。多用爐生產(chǎn)線投產(chǎn)后，設(shè)備無法完成水淬油冷工藝。油淬工件（尤其是未進(jìn)行表面加工的軋材棒料）存在硬度偏低、達(dá)不到圖樣要求的問題，要進(jìn)行返工二次淬火。這不僅對(duì)于零部件的使用性能造成影響，同時(shí)也增加了生產(chǎn)成本，造成不必要的損失。經(jīng)分析，硬度偏低原因主要是由于冷卻速度不足造成的。查閱相關(guān)資料及其他熱處理廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)[1]，35CrMo鋼棒材可由鹽水冷卻提高冷卻速度。由于我公司以前35CrMo鋼棒材生產(chǎn)中未進(jìn)行過水淬，因此要試驗(yàn)35CrMo鋼棒材水淬和油淬方式，對(duì)比力學(xué)性能，進(jìn)而決定35CrMo鋼棒材水淬是否實(shí)施生產(chǎn)。

1 試驗(yàn)方案確定

（1）試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料為我公司生產(chǎn)用35CrMo鋼棒材（φ60mm），化學(xué)成分見表1。

（2）試驗(yàn)儀器設(shè)備 試驗(yàn)設(shè)備用多用爐生產(chǎn)線，如圖1所示。試驗(yàn)儀器使用洛氏硬度計(jì)和CMT8202微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)。

（3）試驗(yàn)方法 試驗(yàn)分為兩個(gè)部分：比較兩種淬火方式的淬硬層深度；對(duì)于兩種淬火方式的試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，比較抗拉強(qiáng)度和伸長率。

圖1 多用爐生產(chǎn)線

2 試驗(yàn)過程與結(jié)果分析

2.1 淬硬層深

以φ60mm棒料為試驗(yàn)樣，進(jìn)行油淬和水淬。

（1）油淬工藝 淬火860℃，保溫45min，油冷至150℃；回火200℃，保溫180min，空冷至室溫。

（2）水淬工藝 淬火860℃，保溫45min，水冷至150℃；回火200℃，保溫180min，空冷至室溫。

處理后的試樣表面沒有淬火裂紋。加工表面檢測硬度，由表面到心部，每隔2.5mm測量硬度，如圖2所示。硬度結(jié)果見表2。從表2中可以看出，水淬后的硬度高，而且淬硬層較深。

圖2 淬硬層硬度檢測

表1 35CrMo鋼棒材化學(xué)成分（質(zhì)量分析） （%）

表2 淬硬層硬度

2.2 力學(xué)性能比較

將35CrMo鋼棒料經(jīng)過油淬處理和水淬處理，通過調(diào)節(jié)回火溫度使其硬度達(dá)到28～30HRC。

（1）油淬工藝 淬火860℃，保溫45min，油冷至150℃；回火520℃，保溫90min，空冷至室溫，工藝曲線如圖3所示。

（2）水淬工藝 淬火860℃，保溫45min，水冷至150℃；回火580℃，保溫90min，空冷至室溫，工藝曲線如圖4所示。

圖3 油淬工藝曲線

圖4 水淬工藝曲線

將試棒加工成拉伸試樣，做拉伸試驗(yàn)，結(jié)果見表3。從表3中可以看出，水淬后強(qiáng)度較高，韌性相對(duì)較低，總體相差不大。

表3 力學(xué)性能

2.3 結(jié)果分析

從上面的試驗(yàn)結(jié)果中可得出：由于水淬冷卻速度較快，淬硬層較深，硬度較高，因此在同樣表面硬度的情況下，抗拉強(qiáng)度明顯提高，但伸長率下降，這樣可以解決35CrMo鋼材質(zhì)棒料油淬后硬度不足的問題。

3 效益分析

部分35CrMo鋼零部件改為水淬，不僅可以達(dá)到生產(chǎn)要求，減少返工率，還可以節(jié)約成本和生產(chǎn)費(fèi)用。

節(jié)省電費(fèi)=返工處理電費(fèi)（設(shè)備功率×年生產(chǎn)爐次×返工率×電價(jià)）+現(xiàn)有工藝節(jié)省電費(fèi)（設(shè)備功率×節(jié)省時(shí)間×年生產(chǎn)爐次×電價(jià)）=（209×1.5+78×3）×120（全年35CrMo鋼生產(chǎn)爐次約120爐）×10%×1.2+91（清洗機(jī)功率）×0.5×120×1.2元=14436元。

節(jié)省工時(shí)費(fèi)用=（節(jié)省時(shí)間+返工時(shí)間）×操作人數(shù)×年生產(chǎn)爐次×工時(shí)單價(jià)=（0.5+4.5×10%）×2×120×8.571元=1954元。

節(jié)省材料費(fèi)用=（每爐淬火油損耗+清洗液損耗）×全年生產(chǎn)爐次=（50+20）×120元=8400元。

每年合計(jì)約24790元。

4 結(jié)束語

35CrMo鋼棒料可以用水淬代替油淬，不僅硬度能夠達(dá)到要求，對(duì)綜合力學(xué)性能影響不大，而且大大減少了返工率，提高了勞動(dòng)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。同時(shí)較低的淬火溫度以及杜絕了該材料油冷淬火過程產(chǎn)生的油煙，帶來了較好經(jīng)濟(jì)效益，具有節(jié)能減排的優(yōu)勢。