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42CrMo 辊轴工艺优化

作者:葛永胜 王成辉 孟焕紫 路振英来源:中国知网 浏览次数: 日期:2017-01-10 20:48

          42CrMo材质轴头           

 42CrMo材质轴头

    辊轴是用于轧制型钢的组合芯轴,在工作时主要承受交变荷载和一定的冲击力,其失效形式多表现为疲劳脆性断裂,传统的辊轴热处理工艺为锻后正火+扩氢退火+调质,整个生产过程主要3-4次加热→保温→冷却,工序多、生产周期长,能耗高,仅正火就需要48h左右,本工艺优化的目的在于将辊坯的热成形与随后的正火处理有机结合起来,使之一次完成,这就要求锻造不仅是完成锻件的热成形任务,还要控制锻后辊坯的再结晶程度,保证晶粒细化,免去传统的重新加热正火工艺。

生产工艺及检测结果

(1)原生产工艺

锻造过程只考虑保证探伤和成形,锻后正火+扩氢退火,粗加工后860℃调质。

(2)优化生产工艺

锻造过程除保证探伤和成形外,还要考虑热成形过程中的变形量分配和终锻温度控制,使大部分变形量在高温下完成,剩余变形量在850-750℃范围内完成,以避免再结晶的过度发展,达到细化晶粒的目的。

锻后吹风速冷至350℃左右后,进行扩氢退火。

调制工艺中的860℃保温时间延长2h.

检测毛坯及调质后的检测结果见下表.

通过以上对比可知,用优化工艺生产的辊坯,无论是毛坯还是调质后,性能及组织检测结果与原工艺基本一致。这是因为毛坯的性能主要受珠光体的片层间距影响,晶粒度主要影响韧性。辊坯锻后正火是考虑到锻件成形过程中各处变形不均匀,终锻温度不一致,锻后再结晶晶粒也不均匀,因此需要正火处理来细化晶粒,均匀组织为后续的调质工序做组织准备。我们通过对变形量的分配和终锻温度进行控制,也能够达到细化晶粒的目的。锻后立刻吹风速冷,能降低珠光体转变温度,细化珠光体组织,因此经过辊坯的控制锻造,也能为后续的调质工序做好组织准备。

从最终金相组织看,第一批存在极少的铁素体,这是由于工艺优化后的辊坯与原工艺相比,先共析铁素体的量稍多,调质工艺延长1h保温时间不足已将其溶解,为此第二、第三批的保温时间延长了2h得到了均匀的回火索式体。

结论

(1)通过锻造工艺的调整,可以较好地控制毛坯的晶粒度。

(2)42CrMo辊轴工艺优化后,无论是毛坯还是最终组织,力学性能、金相组织均无明显差别。

(3)整个生产工艺优化后,达到了保证质量、增产增效的目的。

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