摩託車曲柄鍛件餘熱調質工藝的製作方法
2023-06-06 17:42:51 1
專利名稱：摩託車曲柄鍛件餘熱調質工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種摩託車零部件的調質處理方法，尤其涉及摩託車曲柄鍛件 的餘熱調質工藝。
背景技術：
世界工業發達國家從上世紀60年代就開始研究鍛造餘熱調質的生產工藝。 因其節能效果顯著，提高產品的機械性能，減少了工序環節，縮短了生產周期 等優勢引起了各國科研單位和熱處理行業的重視，80年代就得到了廣泛應用， 我國的JB4202—86鋼的鍛造餘熱淬火回火處理和JB4202 — 1999的修訂版就是 最有力的證明。隨著我國設備、動力、機器零部件等機械工業的發展，對鍛後 餘熱調質的應用也引起了較多的爭論和關注，雖然取得了一定的成果，但存在 著明顯的不足，主要是因為該工藝方法生產的產品晶粒度較粗大，金相組織與 常規調質的存在明顯差異，因而不被大部分金屬產品行業認可。
目前，國內餘熱調質過程一般為工件終鍛後，目測表面的溫度入水淬火， 再經高溫回火。該方法易受人為、光線等不穩定因素影響，產品質量極不穩定， 工件淬火開裂不易控制，報廢率高。或採用恆溫加熱設備，只利用60(TC左右的 部分餘熱，重新加熱奧氏體化後淬火，再經高溫回火，該方法消除了鍛造變形 後產生的晶粒錯位現象，不能徹底解決晶粒粗大問題，節能效果不明顯，失去 了餘熱調質的基本意義。
發明內容
本發明的目的在於提供一種摩託車曲柄鍛件餘熱調質工藝，以有效提高產 品的機械性能。
本發明包括以下步驟
a、 將鋼質棒料放入中頻爐中，中頻加熱至1050-1200°C，採用紅外線測溫 儀控溫；
b、 在950-110(TC下對加熱後的棒料抽坯，製得曲柄毛坯件；
c、 對曲柄毛坯件進行粗模鍛，控制溫度為920-950°C，使曲柄的柄部和杆 部成型；
d、 在880-92(TC下進行精模鍛，去除曲柄表面的氧化層，使曲柄的具體尺
寸與設計尺寸相符；
e、 '將曲柄放入網帶恆溫爐中，在850-86(TC下恆溫處理220-260秒，使曲
柄表面的溫度與心部的溫度基本一致；
f、 將恆溫處理後的曲柄放入10-58'C的水溶淬火液中，淬火20-60秒；
g、 將淬火後的曲柄加熱至630-70(TC，回火處理85-95分鐘。 上述a步驟中的鋼質棒料為45弁或40Cr圓鋼。
上述f步驟中淬火液的介質濃度為1. 8-5. 4%。
本發明對終鍛後的工件立即進行短時850-86(TC恆溫處理，通過精確控制爐 溫，高溘下的工件經輻射和對流換熱後，能保證溫度趨於相同，工件入淬火液 時內、外溫度均勻一致，同時通過控制淬火介質溫度和濃度等參數，保證了工 件淬火質量的穩定，也使晶粒粗化得到有效控制，解決了淬火開裂現象。
木發明通過取樣檢測與常規調質產品的性能比較見下表試樣 號處理工藝截面硬度 (HRC)(MPa)Ro.2 (MPa)A5 (%)Z (%)Akv(J) 室溫
45 #餘熱調質25—26827675144757
常規調質23—27790555206249
40Cr餘熱調質26-28902803154392
常規調質23-2583271619.664.384
從以上對照表可見，餘熱調質後試樣的各項指標已全面達到並超過了
GB/T699中規定的性能要求，餘熱調質後試樣的強度和衝擊韌性都明顯高於常規 調質的性能，且橫截面硬度分布比常規調質更均勻。 本發明的有益效果是
1、 45#或40Cr鋼曲柄經鍛造餘熱調質能顯著提高淬透性，組織和硬度分 布均勻，機械性能優於常規調質後的工件。
2、 精鍛後的工件採用短時恆溫處理，使工件入淬火液時的溫度均勻一致， 保證了性能的穩定，質量優異，能夠實現工業化生產。
3、 通過鍛造餘熱調質工藝處理的產品探傷報廢率，包括鍛造缺陷在內，只 有3。/。左右，顯著提高了產品質量，同時短時恆溫處理只消耗了極少量的電能， 能耗低，符合節約型社會的要求。
圖1為餘熱調質工件的心部組織圖。 圖2為圖1的放大圖。 圖3為常規調質工件的心部組織圖。 圖4為圖3的放大圖。 圖5常規調質工件的邊緣組織圖。 圖6為圖5的放大圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明
實施例1，摩託車C100型曲柄鍛件的餘熱調質工藝包括以下步驟
a、 將45#圓鋼棒料放入250KW中頻爐中，中頻加熱至1050°C，採用紅外 線測溫儀控溫；
b、 在95(TC下通過150T空氣錘對加熱後的棒料抽坯，製得曲柄毛坯件；
c、 通過630T摩擦壓力機對曲柄毛坯件進行粗模鍛，控制溫度為92(TC，使
曲柄的柄部和杆部成型；
d、 在88(TC下通過300T摩擦壓力機進行精模鍛，去除曲柄表面的氧化層，
使曲柄的具體尺寸與設計尺寸相符；
e、 將曲柄放入網帶恆溫爐中，在85(TC下恆溫處理220秒，使曲柄表面的 溫度與心部的溫度基本一致；
f、 將恆溫處理後的曲柄放入介質濃度為1.8%、溫度為l(TC的南京科潤728 型水溶淬火液中，淬火20秒；
g、 將淬火後的曲柄放入網帶回火爐中，加熱至63(TC，回火處理85分鐘， 回火後即為曲柄坯件成品。
實施例2，摩託車C125型曲柄鍛件的餘熱調質工藝包括以下步驟-
a、 將40Cr圓鋼棒料放入250KW中頻爐中，中頻加熱至1150。C，採用紅外
線測溫儀控溫；
b、 在100(TC下通過150T空氣錘對加熱後的棒料抽坯，製得曲柄毛坯件；
c、 .通過630T摩擦壓力機對曲柄毛坯件進行粗模鍛，控制溫度為935'C，使
曲柄的柄部和杆部成型；
d、 在90(TC下通過300T摩擦壓力機進行精模鍛，去除曲柄表面的氧化層，使曲柄的具體尺寸與設計尺寸相符；
e、 將曲柄放入網帶恆溫爐中，在855"C下恆溫處理240秒，使曲柄表面的 溫度與心部的溫度基本一致；
f、 將恆溫處理後的曲柄放入介質濃度為3%、溫度為34t:的南京科潤728 型水溶淬火液中，淬火40秒；
g、 將淬火後的曲柄放入網帶回火爐中，加熱至66CTC，回火處理90分鐘， 回火後即為曲柄坯件成品。
實施例3，摩託車C250型曲柄鍛件的餘熱調質工藝包括以下步驟
a、 將40Cr圓鋼棒料放入250KW中頻爐中，中頻加熱至1200°C，採用紅外 線測溫儀控溫；
b、 在110(TC下通過150T空氣錘對加熱後的棒料抽坯，製得曲柄毛坯件；
c、 通過630T摩擦壓力機對曲柄毛坯件進行粗模鍛，控制溫度為95(TC，使 曲柄的柄部和杆部成型；
d、 .在92(TC下通過300T摩擦壓力機進行精模鍛，去除曲柄表面的氧化層， 使曲柄的具體尺寸與設計尺寸相符；
e、 將曲柄放入網帶恆溫爐中，在86(TC下恆溫處理260秒，使曲柄表面的 溫度與心部的溫度基本一致；
f、 將恆溫處理後的曲柄放入介質濃度為5. 4%、溫度為58'C的南京科潤728 型水溶淬火液中，淬火60秒；
g、 將淬火後的曲柄放入網帶回火爐中，加熱至700'C，回火處理95分鐘， 回火後即為曲柄坯件成品。
如圖1至圖6中餘熱調質工件與常規調質工件的組織對比可知從圖1可看出，利用餘熱調質生產的曲柄試樣心部組織幾乎全為回火索氏 體，說明餘熱淬火後能將試樣全部淬成馬氏體，淬透性較高，這是硬度在截面
均勻分布的關鍵，圖2放大後可清楚看出碳化物顆粒細小，且均勻分布在鐵素 體基體上。而根據圖3、圖4顯示，常規調質後，試樣心部含有部分沿晶界分布 的先共析鐵素體，淬透性較低，這是導致硬度不均勻的主要因素，且碳化物尺 寸和分布較不均勻，直至工件邊緣晶界鐵素體才消失，碳化物分布趨於均勻(見 圖5、圖6)。由此可見，餘熱調質後試樣的強度、衝擊韌性等機械性能都明顯 高於常規調質的性能，且橫截面硬度分布比常規調質更均勻。
權利要求
1、一種摩託車曲柄鍛件餘熱調質工藝，其特徵在於包括以下步驟a、將鋼質棒料放入中頻爐中，中頻加熱至1050-1200℃，採用紅外線測溫儀控溫；b、在950-1100℃下對加熱後的棒料抽坯，製得曲柄毛坯件；c、對曲柄毛坯件進行粗模鍛，控制溫度為920-950℃，使曲柄的柄部和杆部成型；d、在880-920℃下進行精模鍛，去除曲柄表面的氧化層，使曲柄的具體尺寸與設計尺寸相符；e、將曲柄放入網帶恆溫爐中，在850-860℃下恆溫處理220-260秒，使曲柄表面的溫度與心部的溫度基本一致；f、將恆溫處理後的曲柄放入10-58℃的水溶淬火液中，淬火20-60秒；g、將淬火後的曲柄加熱至630-700℃，回火處理85-95分鐘。
2、 根據權利要求l所述的摩託車曲柄鍛件餘熱調質工藝，其特徵在於上 述a步驟中的鋼質棒料為45弁或40Cr圓鋼。
3、 .根據權利要求1所述的摩託車曲柄鍛件餘熱調質工藝，其特徵在於上 述f步驟中淬火液的介質濃度為1. 8-5. 4%。
全文摘要
本發明公開了一種摩託車曲柄鍛件餘熱調質工藝，包括中頻加熱、抽坯、粗模鍛、精模鍛、恆溫處理、淬火和回火等工序。本發明經鍛造餘熱調質能顯著提高淬透性，組織和硬度分布均勻，機械性能優於常規調質後的工件；精鍛後的工件採用短時恆溫處理，使工件入淬火液時的溫度均勻一致，保證了性能的穩定，質量優異，能夠實現工業化生產，同時短時恆溫處理只消耗了極少量的電能，能耗低，符合節約型社會的要求。
文檔編號C21D1/60GK101524813SQ20091010351
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月1日 優先權日2009年4月1日
發明者曹正素, 韓家學 申請人:重慶歇馬機械曲軸有限公司