学习《金属热处理》指导科研工作重庆时代热处理研究所（重庆４０００１５）白滨Ｇｕｉｄｉｎｇ ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈｆｒｏｍＳｔｕｄｙｏｆ《ＪＩＮＳＨＵＲＥＣＨＵＬＩ 》ＢａｉＢｉｎ（ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＴｉｍｅＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＩ ｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００１５）多年来，《金属热处理》杂志一直作为我 课题选择、科研设计和难题攻关的主要参考资料。它是我更新知识、拓展视野和解决生产技术问题 的智慧源泉，是指导我科研技术工作的良师益友。如果说我在科研工作上取得一点成绩，在专业知 识中有所更新的话，应该是和学习《金属热处理》杂志分不开的。以下是我近年学习《金属热处理 》杂志完成的几个项目。１２０Ｃｒ钢、２０ＣｒＭｏ钢齿坯和导坯节能球化退火原工艺为（８１ ０±１０）℃×４．５ｈ随炉降温到６９０℃×５．５ｈ，再随炉降温至４５０℃出炉、空冷，一 个周期３２ｈ。设备为ＲＪ２－６０－９井式退火炉，装炉量２罐（８００ｋｇ）。要求退火后硬 度≤１３０ＨＢ或≤７９ＨＲＢ。生产厂家要求对现有球化退火工艺进行改造，在不降低技术要求 的前提下，达到节能省时提高生产效率的目的。参照《金属热处理》１９９５年第２期中“２０Ｃ ｒ钢球化退火工艺”一文。球化退火工艺温度过高或过低，均得不到完全的球化组织。当退火奥氏 体化温度＜７７０℃时，因为温度过低，碳化物溶解不够，有的仍保留薄片形状，已断开的碳化物 片层形成过多的点状碳化物。于是在球化退火的组织中有片状和点状碳化物保留，退火后钢的硬度 过高。当加热温度＞８１０℃时，碳化物全部溶解了，所形成的均匀奥氏体在随后冷却时，转变成 片状珠光体，少量碳化物球化。因此将退火加热温度改为７９０℃。当退火后等温温度＜６７０℃ 时，奥氏体分解产物的弥散度较大，退火后钢的硬度较高；若退火后等温温度过高，碳化物弥散度 很小，由于强烈聚集形成不均匀的粗颗粒状碳化物，造成硬度偏低。２０Ｃｒ钢的Ａｒ１是７０７ ℃，退火后等温温度最好在Ａｒ１以下２０°左右。为此确定６９０℃为新工艺的等温温度。受《 金属热处理》１９９５年第２期中“高速钢快速退火工艺”一文的启发，奥氏体化后，在Ａｃ１～ Ａｒ１区间的冷却速度只影响Ａｒ１高低。又经试验证明，退火工件在奥氏体化温度保温后，打开 炉盖速冷至６９０℃，再盖上炉盖继续保温，对工件质量没有明显影响。由于在Ａｒ１始～Ａｒ１ 终区间的冷却速度影响奥氏体转变程度和退火后的硬度值，因此在该区间冷却时速度应该缓慢。新 工艺从６９０℃→５５０℃冷却时需控制冷速以３０℃／ｈ在炉内冷却。根据上述原理和经过多次 试验结果，得出２０Ｃｒ、２０ＣｒＭｏ钢齿坯和导坯节能球化退火工艺。工艺曲线见图１。试验 生产用ＲＪ２－６０－９井式退火炉，装炉量２罐（８００ｋｇ），每罐装满后加盖并用黄土泥封 抹缝隙。生产周期按工艺曲线进行，出炉的料罐放在车间内的砂地上空冷至室温，出料后任意抽检 。检查结果见表１。根据试验结果可知，２０Ｃｒ、２０ＣｒＭｏ钢齿坯和导坯退火后硬度为６４ ～７６ＨＲＢ（＜７９ＨＲＢ），符合技术要求。冷挤压试验图１２０Ｃｒ、２０ＣｒＭｏ钢齿坯 和导坯球化退火工艺曲线表１２０Ｃｒ、２０ＣｒＭｏ钢导坯球化退火试验数据零件名称工艺时间 ／ｈ硬度ＨＲＢ１２３冷挤试验２５３导坯２５３导坯３２１导坯６１４齿坯３５３导坯２７导坯 ３２１导坯３２１导坯１８１８１７．５１７．５１６．５１６．５１６．５１６．５６８７２６ ５７１７２７６７４６７７３７３６８６９７５６９６８７１６３７３６４６６合格合格合格合格 合格合格合格合格注：装炉量均为８００ｋｇ（２罐）合格。生产周期由３２ｈ降到（１６．５～ １７．５）ｈ，提高生产效率４８．４％～４５．３％。重庆某单向器厂热处理车间，原有的两台 ＲＪ２－６０－９井式退火炉采用旧工艺无法满足生产需要，采用新工艺后，省时节能满足了生产 需要。２机用双金属锯条的等温热处理自１９９２年机用双金属锯条（由刃部Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ ２高速钢和背部５０ＣｒＭｎＶ弹簧钢采用电子束焊接而成）在重庆长江变速器厂试制成功以后， 热处理采用较低温度（１１９０℃）加热，淬油冷却，５６０℃加压回火。热处理后的锯条变形超 差，锯切试验中出现磨损、崩齿。学习了《金属热处理》１９９６年第５期中“Ｍ２高速钢马氏体 ——贝氏体复相热处理”一文，了解到Ｍ２高速钢经过（２４０～２８０）℃等温淬火后能获得马 氏体和贝氏体复相组织，可以显著提高高速钢的抗弯强度，是提高金属材料韧性的重要途径，在这 个理论指导下，修改了原来的低温加热淬油工艺。将淬火加热温度提高为（１２１０～１２２０） ℃，在（５８０～６２０）℃分级后进行（２４０～２８０）℃×（３０～９０）ｍｉｎ的硝盐等 温处理。出硝盐槽后空冷，清洗，５６０℃加压回火。修改后的工艺解决了变形大、磨损又崩齿的 问题，取得了很好的效果。３摩托车盘形起动齿轮的循环硫氮碳共渗摩托车盘形起动齿轮，是由２ ０钢冲压成形与花键座用氩弧焊接成碗状，直径为１１４ｍｍ、齿厚３．２ｍｍ，要求表面硬度（ ７８～８３）ＨＲＡ或（５５０～７５０）ＨＶ，渗层厚度（０．３～０．５）ｍｍ，端面跳动０ ．１０ｍｍ，锥面跳动０．２０ｍｍ。经过薄层气体渗碳、气体碳氮共渗的工件，硬度、层深都合 格，只是变形超差。后来又试验硫氮碳共渗，工件变形和表面硬度达到要求，但层深不够。在“咬 卡”试验时，表面有“咬毛”痕迹。学习了《金属热处理》１９９５年第１１期中“热循环离子渗 氮及其强渗作用”一文，使我认识到钢的循环化学热处理能加速扩散过程，可以得到普通化学热处 理不能达到的组织和性能。在进一步试验循环硫氮碳共渗工艺之后，取得了可喜的效果。按５００ ℃×２ｈ—→５７０℃×１ｈ循环处理２～３次的盘形起动齿轮，表面硬度为（６５０～７８０） ＨＶ（化合物层致密区最高硬度值），共渗层深度（３４０～４５０）μｍ（化合物层与主扩散层 ），端面跳动（０．０５～０．０９）ｍｍ，锥面跳动（０．０８～０．１８）ｍｍ，均达到技术 要求。使用厂家在专用“咬卡”试验机上，进行表面抗“咬卡”性能试验，结果没有“擦伤”或“ 咬毛”的痕迹，完全符合厂方使用要求。循环硫氮碳共渗工艺，解决了摩托车盘形起动齿轮淬火变 形超差的难题。该工艺可以满足低碳钢板薄壁冲压件高硬度、微变形的薄层化学渗入件的技术要求 。为摩托车、缝纫机等轻工业机械中非重载齿轮等零件的热处理，拓宽了一种新方法。重庆长江变 速器厂用循环硫氮碳共渗技术，去年生产了十几万件盘形起动齿轮，都达到了要求，取得了显著的 经济效益和社会效益。学习《金属热处理》指导科研工作$重庆时代热处理研究所@白滨轮的循环 硫氮碳共渗摩托车盘形起动齿轮，是由２０钢冲压成形与花键座用氩弧焊接成碗状，直径为１１４ ｍｍ、齿厚３．２ｍｍ，要求表面硬度（７８～８３）ＨＲＡ或（５５０～７５０）ＨＶ，渗层厚 度（０．３～０．５）ｍｍ，端面跳动０．１０ｍｍ，锥面跳动０．２０ｍｍ。经过薄层气体渗碳 、气体碳氮共渗的工件，硬度、层深都合格，只是变形超差。后来又试验硫氮碳共渗，工件变形和 表面硬度达到要求，但层深不够。在“咬卡”试验时，表面有“咬毛”痕迹。学习了《金属热处理 》１９９５年第１１期中“热循环离子渗氮及其强渗作用”一文，使我认识到钢的循环化学热处理 能加速扩散过程，可以得到普通化学热处理不能达到的组织和性能。在进一步试验循环硫氮碳共渗 工艺之后，取得了可喜的效果。按５００℃×２ｈ—→５７０℃×１ｈ循环处理２～３次的盘形起 动齿轮，表面硬度为（６５０～７８０）ＨＶ（化合物层致密区最高硬度值），共渗层深度（３４ ０～４５０）μｍ（化合物层与主扩散层），端面跳动（０．０５～０．０９）ｍｍ，锥面跳动（ ０．０８～０．１８）ｍｍ，均达到技术要求。使用厂家在专用“咬卡”试验机上，进行表面抗“ 咬卡”性能试验，结果没有“擦伤”或“咬毛”的痕迹，完全符合厂方使用要求。循环硫氮碳共渗 工艺，解决了摩托车盘形起动齿轮淬火变形超差的难题。该工艺可以满足低碳钢板薄壁冲压件高硬 度、微变形的薄层化学渗入件的技术要求。为摩托车、缝纫机等轻工业机械中非重载齿轮等零件的热处理，拓宽了一种新方法。重庆长江变速器厂用循环硫氮碳共渗技术，去年生产了十几万件盘形起动齿轮，都达到了要求，取得了显著的经济效益和社会效益。学习《金属热处理》指导科研工作$重庆时代热处理研究所@白滨
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