專利名稱：汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛后均熱熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍛件熱處理工藝，特別是各類(lèi)汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件的調(diào)質(zhì)熱處理工藝，屬于機(jī)械制造熱加工的范疇。
背景技術(shù)：
汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)常用材料40Cr或40MnB，常規(guī)調(diào)質(zhì)熱處理的工藝是將鍛后冷卻到室溫的轉(zhuǎn)向節(jié)在1050℃加熱爐中重新加熱到850℃的淬火溫度，從常溫開(kāi)始加熱和保溫的時(shí)間為2h，高溫加熱后入淬火槽淬火，再裝入回火爐中回火，回火溫度560℃，回火加熱和保溫時(shí)間3-5h。常規(guī)調(diào)質(zhì)處理的缺點(diǎn)是鍛件常規(guī)調(diào)質(zhì)處理采用多臺(tái)淬火加熱爐、鑄鏈板爐或者多用爐生產(chǎn)線，投資大、生產(chǎn)效率低，鍛件冷卻后再?gòu)氖覝丶訜岬酱慊饻囟?，耗能大。并且采?050℃加熱爐加熱時(shí)沒(méi)有均熱風(fēng)扇，工件淬火加熱不均勻，2小時(shí)的加熱時(shí)間使鍛打后的細(xì)化晶粒長(zhǎng)大，硬度不均勻，金相往往達(dá)不到要求，工件熱處理質(zhì)量很不穩(wěn)定。
目前國(guó)內(nèi)外從節(jié)能考慮已經(jīng)發(fā)展了鍛件余熱淬火(quenchingfrom forging heat)工藝(見(jiàn)《鍛壓詞典》，機(jī)械工業(yè)出版社，ISBN7-111-00623-2/H.17)，但是操作上要求嚴(yán)格，必須在30秒內(nèi)入淬。由于每一件鍛打節(jié)拍不一樣，很難保證淬火加熱溫度850℃的工藝條件；切邊后還有900-950℃的溫度，30秒內(nèi)淬火工件難免要開(kāi)裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不需要把汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件重新加熱，將高溫淬火與鍛造有機(jī)地組成連續(xù)生產(chǎn)線的汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件的調(diào)質(zhì)熱處理工藝。它克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，節(jié)約了能源，提高了熱處理質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本，減少了對(duì)車(chē)間環(huán)境的輻射污染。
本發(fā)明效果是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的鍛造(包括模鍛或自由鍛)后的各類(lèi)汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)熱鍛件不需要冷卻，通過(guò)均熱設(shè)備(各種類(lèi)型的加熱爐、熱處理爐或均熱爐)均熱后進(jìn)行淬火和回火。
本發(fā)明汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件調(diào)質(zhì)熱處理工藝是將模鍛切邊后的轉(zhuǎn)向節(jié)熱鍛件溫度通常高達(dá)900-950℃，將轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件在未冷卻的狀態(tài)下送入均熱爐，均熱溫度為850-880℃，均熱時(shí)間10-20分鐘；然后出爐淬火，在淬火介質(zhì)中冷卻1.5-2.5分鐘后由提升機(jī)提升出淬火槽；在600℃回火爐內(nèi)回火2～5小時(shí)，出爐入水冷卻。
轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件是一個(gè)一個(gè)地連續(xù)出來(lái)的，轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件大小決定了均熱時(shí)間。為了滿足不同大小轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件在淬火前淬火溫度的一致性，優(yōu)選的均熱爐是無(wú)級(jí)調(diào)速的連續(xù)式均熱爐，優(yōu)選無(wú)級(jí)調(diào)速的轉(zhuǎn)環(huán)式均熱爐。切邊后還有900℃左右的鍛件隨轉(zhuǎn)環(huán)式均熱爐轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，均勻地達(dá)到850℃的淬火溫度。其爐底加熱強(qiáng)度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度既要和鍛造生產(chǎn)節(jié)拍一致，又要能保證一致的淬火溫度。爐底加熱強(qiáng)度由爐底轉(zhuǎn)環(huán)面積和加熱元件保證，轉(zhuǎn)動(dòng)速度由無(wú)級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)保證。根據(jù)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件的大小，在爐中轉(zhuǎn)動(dòng)一周需12-15分鐘。
為了保證熱處理與鍛造生產(chǎn)節(jié)拍的一致性，需要計(jì)算并設(shè)定均熱爐裝爐量，以滿足鍛造生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。大的轉(zhuǎn)向節(jié)裝得少，小的轉(zhuǎn)向節(jié)裝得多，可以通過(guò)溫控裝置加以調(diào)節(jié)。
為保證不同大小的汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)在淬火介質(zhì)中的冷卻時(shí)間一致，優(yōu)選的提升機(jī)是無(wú)級(jí)調(diào)速的連續(xù)式提升機(jī)，如無(wú)級(jí)調(diào)速鏈板式提升機(jī)。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是根據(jù)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件的大小，均能保證工件在淬火介質(zhì)中的淬火時(shí)間。而這個(gè)淬火時(shí)間又要求與轉(zhuǎn)爐以及鍛造生產(chǎn)的節(jié)拍相一致。
生產(chǎn)實(shí)踐證明經(jīng)過(guò)鍛打鍛件內(nèi)部晶粒細(xì)化，在加熱爐中均熱后，使鍛件在淬火前達(dá)到一致的淬火溫度，并且消除了溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和相變場(chǎng)的不均勻性，保證了隨后淬火熱處理質(zhì)量的穩(wěn)定，這是常規(guī)熱處理工藝所做不到的；由于在熱處理爐內(nèi)進(jìn)行均熱，只需十來(lái)分鐘，幾乎沒(méi)有什么電能消耗，節(jié)約了40％的電能，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)客觀的經(jīng)濟(jì)效益；熱處理生產(chǎn)成本下降30％；由于熱鍛件切邊后隨即放進(jìn)均熱爐內(nèi)，對(duì)車(chē)間沒(méi)有熱輻射，非常有利于改善車(chē)間環(huán)境。


下面的附圖將汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)均熱熱處理和常規(guī)熱處理工藝進(jìn)行了比較說(shuō)明圖1是汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)常規(guī)熱處理工藝流程圖；圖2是汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)常規(guī)熱處理工藝曲線圖；圖3是汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)均熱熱處理工藝流程圖；圖4是汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)均熱熱處理工藝曲線圖。
圖1和圖3說(shuō)明汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)的常規(guī)熱處理和本發(fā)明所述均熱熱處理工藝流程不同點(diǎn)在于本發(fā)明所述的均熱熱處理不需要將切邊后的熱鍛件冷卻到室溫，而是直接進(jìn)入均熱爐中進(jìn)行淬火加熱。
圖2和圖4說(shuō)明汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)常規(guī)熱處理和本發(fā)明所述均熱熱處理工藝條件的不同在于本發(fā)明所述的均熱熱處理工藝均熱時(shí)間僅為0.3小時(shí)，而常規(guī)熱處理工藝的淬火加熱時(shí)間為3小時(shí)。因此本發(fā)明所述的均熱熱處理工藝可以大大地節(jié)約能源。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11046A右汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件，切邊后重量6.8kg，紅外線測(cè)溫儀測(cè)得920℃，切邊后送入連續(xù)式均熱爐，在均熱爐內(nèi)停留12分鐘，紅外線測(cè)溫儀測(cè)得850℃，出爐后送入淬火槽中，通過(guò)提升機(jī)提升1.5分鐘后出淬火槽。4小時(shí)之內(nèi)在600℃回火爐內(nèi)回火2小時(shí)，出爐入水冷卻。經(jīng)檢驗(yàn)HRC32，距軸承頸中心3/4半徑的圓周上鐵素體面積為20％。
實(shí)施例2EQ153右汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件，切邊后重量21.8kg，紅外線測(cè)溫儀測(cè)得930℃，切邊后送入連續(xù)式均熱爐，在均熱爐內(nèi)停留15分鐘，紅外線測(cè)溫儀測(cè)得850℃，出爐后送入淬火槽中，通過(guò)提升機(jī)提升2.5分鐘后出淬火槽。4小時(shí)之內(nèi)在600℃回火爐內(nèi)回火2小時(shí)，出爐入水冷卻。經(jīng)檢驗(yàn)HRC32，距軸承頸中心3/4半徑的圓周上鐵素體面積為22％。
權(quán)利要求
1.一種汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件熱處理工藝，其特征是將模鍛切邊后的轉(zhuǎn)向節(jié)熱鍛件在未冷卻的狀態(tài)下送入均熱爐，均熱溫度為850-880℃，均熱時(shí)間10-20分鐘；然后出爐淬火，在淬火介質(zhì)中冷卻1.5-2.5分鐘后由提升機(jī)提升出淬火槽；在600℃回火爐內(nèi)回火2～5小時(shí)，出爐入水冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件熱處理工藝，其特征是所述的均熱爐為無(wú)級(jí)調(diào)速的連續(xù)式均熱爐，優(yōu)選無(wú)級(jí)調(diào)速的轉(zhuǎn)環(huán)式均熱爐，其爐底加熱強(qiáng)度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度既要和鍛造生產(chǎn)節(jié)拍一致，又要能保證不同大小的轉(zhuǎn)向節(jié)的淬火溫度一致，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)式生產(chǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件熱處理工藝，其特征是所述的提升機(jī)為無(wú)級(jí)調(diào)速連續(xù)式提升機(jī)，以保證不同大小的汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)在淬火介質(zhì)中的冷卻時(shí)間一致。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛后均熱熱處理工藝。對(duì)于需要調(diào)質(zhì)的40Cr或40MnB轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件，將切邊后900℃左右的熱鍛件立即放入850－880℃的均熱爐中均熱10－20分鐘，達(dá)到一致的淬火溫度后淬入聚合物水溶性介質(zhì)中淬火，然后在560－600℃回火爐中回火2－5小時(shí)，出爐入水冷卻。本發(fā)明利用鍛件的余熱和細(xì)化晶粒進(jìn)行均熱淬火，保證了轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件硬度和金相的要求。與鍛后重新加熱的常規(guī)調(diào)質(zhì)熱處理工藝相比，節(jié)約了能源，提高了熱處理質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本，減少了對(duì)車(chē)間環(huán)境的輻射污染。
文檔編號(hào)C21D1/18GK1908202SQ200610030150
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
發(fā)明者祁斌, 陳位超 申請(qǐng)人:上海嘉仕久企業(yè)發(fā)展有限公司