推壓軸是大型礦用挖掘機(jī)上的關(guān)鍵零件，制造材料為40CrNi2Mo。雖然40CrNi2Mo鋼熱處理后的材料強(qiáng)度高，綜合力學(xué)性能好，但由于電鏟的工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常導(dǎo)致推壓軸早期失效。中重重工集團(tuán)經(jīng)過三十年的經(jīng)驗積累，探索出了推壓軸鍛件制造方法，但推壓軸鍛件熱處理后的綜合力學(xué)性能不穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率較低。本文針對該問題對推壓軸鍛件的熱處理工藝進(jìn)行優(yōu)化，提高了產(chǎn)品的合格率。

1.推壓軸制造工藝路線及技術(shù)要求

40CrNi2Mo材料推壓軸的調(diào)質(zhì)前粗加工,推壓軸的制造工序為：煉鋼一鍛造一粗加工一調(diào)質(zhì)熱處理一半精加工。

2.原熱處理工藝及結(jié)果分析

  2．1原熱處理工藝

原工藝淬火溫度840％，保溫3．5h，油冷。熱處理工藝在井式爐中處理了6件推壓軸，結(jié)果只有1件合格，其余5件性能都不滿足技術(shù)要求。

  2．2不合格原因分析

40CrNi2Mo材料的實際化學(xué)成分?？梢钥闯觯牧系膶嶋H化學(xué)成分滿足技術(shù)要求，材料的偏析程度小，從而排除了化學(xué)成分對熱處理性能的影響。材料的各項性能達(dá)不到技術(shù)要求，說明材料沒有充分的淬透，材料的熱處理工藝不合理。

3.工藝優(yōu)化

為了使鍛件的力學(xué)性能達(dá)到要求，對原熱處理工藝進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的工藝。在加熱過程中，將淬火保溫時間延長30min，使工件心部溫度達(dá)到加熱溫度，并完成奧氏體分轉(zhuǎn)變。鋼中奧氏體的轉(zhuǎn)變一般由形核、核的長大、碳化物的溶解和成分均勻化這幾個步驟完成。這個過程是鐵、碳和合金的擴(kuò)散過程，所以需要一定的時間，時間越長這個過程進(jìn)行的越完全。但是淬火保溫時間過長會造成晶粒度粗大，反而對鍛件的性能不利。根據(jù)有關(guān)資料介紹，保溫時間按鍛件有效截面來計算，對于40CrNi2Mo材料來說，淬火保溫時間按每100mm保溫(48～60)min計算，將淬火保溫時間由原來的3.5h增至4h。

鋼的性能主要取決于鋼的組織和結(jié)構(gòu)，而鋼的組織和結(jié)構(gòu)取決于淬火冷卻方式。原熱處理工藝采用油冷，不能使鍛件心部的組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w和馬氏體，應(yīng)改變冷卻方式以增大心部的冷卻速度。由于40CrNi2Mo材料淬透性非常好，如果直接采用水冷又會增加鍛件的開裂傾向。為了充分發(fā)揮水冷和油冷的優(yōu)勢，優(yōu)化后的淬火工藝采用水淬油冷的冷卻方式。為了減小淬火時的應(yīng)力，防止工件淬火時開裂，在水淬油冷之前先將鍛件空冷(0．67～1)min。

材料為40CrNi2Mo的大型礦用挖掘機(jī)推壓軸鍛件，采用水淬油冷的熱處理工藝能獲得良好的綜合力學(xué)性能，在很大程度上提高了電鏟推壓軸的使用壽命。

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