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1.滲碳淬火件及感應淬火件取消回火

一些滲碳淬火件及感應淬火件（如結構簡單的光桿軸等）取消回火直接使用，既可充分利用較高的殘余壓應力，獲得較高的疲勞強度，又可以節(jié)省能源，簡化工藝，節(jié)約工時、工裝及設備維修費用。

應用實例1：拖拉機齒輪滲碳、淬火后取消回火

我公司生產(chǎn)的東方紅-75型拖拉機第二軸齒輪（圖1，簡稱第二軸），材料為20CrMnTi鋼，重量16.3kg，熱處理技術要求：齒面和心部硬度分別為56~63HRC和＞25HRC，滲碳層深度1.3~1.8mm，馬氏體及殘余奧氏體1~5級，碳化物1~5級，心部鐵素體1~5級，T面圓跳動≤0.12mm，其余≤0.15mm。

（1）第二軸加工工藝路線

正火→機加工→清洗→滲碳→淬火→清洗→回火→噴丸清理→锪中心孔→校直→機械加工（第二軸軸徑磨削→主、從動齒輪配對→包裝）。

（2）原熱處理工藝

第二軸滲碳采用RQ3-9-9型井式氣體滲碳爐，淬火采用RYD-100-8A型插入式電極鹽浴爐，回火常用RJ2-75-6型井式回火爐。第二軸滲碳、淬火及回火熱處理工藝見圖2。

第二軸原工藝采用滲碳后空冷，再進行二次加熱淬火，最后進行180℃×3h低溫回火。

（3）新的熱處理工藝

第二軸滲碳后空冷和二次加熱淬火的工藝不變，取消180℃×3h的低溫回火工序。

（4）新的加工工藝路線

正火→機加工→清洗→滲碳→淬火→清洗→噴丸清理→锪中心孔→校直→機械加工（第二軸軸徑磨削→主、從動齒輪配對→包裝）。

（5）節(jié)能效果

每爐裝120件（40件/筐×3筐/爐）第二軸。一般工業(yè)用電價格按0.85元/kW·h計算。年產(chǎn)按45000件計算，年可節(jié)電10萬元以上。

應用實例2：汽車變速器齒輪軸中頻淬火后取消回火

北京齒輪總廠通過對212型汽車變速器中間齒輪軸（下稱48軸，φ19.05mm×218mm）和倒擋齒輪軸（下稱94軸，φ19.05mm×76mm），表面經(jīng)中頻淬火后取消回火工序后的效果如下。

1）不同工藝條件下試樣表面硬度比較，試樣中頻淬火后，硬度值在58~60.5HRC，而淬火回火試樣硬度值55.5~57.0HRC，回火后硬度值下降了2~5HRC。

2）選50件48軸，中頻淬火后不經(jīng)回火直接磨削產(chǎn)品，經(jīng)無損檢測，未發(fā)現(xiàn)表面裂紋，存放半年后未發(fā)現(xiàn)表面裂紋。取消回火工藝的實際應用情況表明，48軸中頻（8000Hz）淬火后不經(jīng)回火，經(jīng)校直的零件，尺寸變形穩(wěn)定性良好，也從未發(fā)現(xiàn)因淬火應力導致產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。

3）選取48軸各30件中頻淬火后回火（160℃×2h）與不回火，校直后均存放半年，表面徑向跳動基本上不發(fā)生變化，一般絕對值僅為0.01~0.02mm，變形量處于穩(wěn)定狀態(tài)中。

4）減少了淬火區(qū)長度，使上述兩種產(chǎn)品的淬火加熱時間平均減少了10%~15%。綜合以上因素，取消回火工序，每年所帶來的直接經(jīng)濟效益在2.6萬元以上。

2.用振動時效代替熱振動時效方法

鑄鐵件及焊接件采用振動時效消除殘余應力比爐內加熱法節(jié)能效果十分明顯，且方便易行，可顯著提高加工效率。通常情況下，振動時效與熱時效相比，生產(chǎn)費用可節(jié)省75%左右，能源消耗僅為熱時效的1/30，生產(chǎn)周期僅為熱時效的1/40~1/50。

通過對機床座及其他鑄鐵件進行振動時效和熱時效處理對比試驗，振動時效能夠消除殘余應力40%~60%，熱時效能夠消除殘余應力50%~70%，振動時效所消耗能源僅為熱時效的5%左右。

應用實例：蘭州石油化工機器總廠生產(chǎn)的Z01.1.18機床座，材料為HT200，單件重量900kg，最大與最小壁厚分別為50mm和20mm。

（1）振動時效工藝參數(shù)

根據(jù)工件的材質、重量、幾何形狀的不同，合理選擇激振力的檔次等。振動工藝參數(shù)見表1。

表1 振動工藝參數(shù)

注：V_o、I_o分別為振動時效前電壓和電流，V_t、I_t分別為振動時效后電壓和電流。

（2）應力測試

找出殘余應力較大部位進行應力測試，測試數(shù)據(jù)見表2。

表2 殘余應力測試結果

從表2可以看出，熱時效與振動時效分別能夠消除機床座殘余應力的51%和45%，結果比較理想。對機床座其他部位也進行測試，結果與預期吻合。

（3）節(jié)能效果

熱時效與振動時效耗能與成本比較見表3。

表3 熱時效與振動時效耗能與成本比較

從表3可以看出，振動時效比熱時效節(jié)能96.8%，成本降低98%，因此采用振動時效方法經(jīng)濟效益十分顯著。

作者：金榮植

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