机械设计中的工艺与材料（24）——锻热淬火

面壁深功

锻热淬火是工件或毛坏经高温锻造后立即淬火的复合热加工工艺
在机械工程中，可以借鉴的一些应用如下：
1. 镗刀锻后淬火：镗床用镗刀刀身直径4mm，刀头直径6mm，总长40mm，锻后立即淬火，及时回火，结果使切削寿命较常规处理提高30%以上。
2. 车刀锻后淬火：某机床电器厂生产的自用M2钢车刀，锻后立即淬油，550℃回火，使用寿命较市售车刀提高1倍多。嘉龙公司用9341钢制12方自用车刀，自由锻造后油冷，使用寿命也比较高。
3. 粉碎机锤头锻热淬火：65Mn钢制355mm×98mm×33mm粉碎机锤头锻后余热淬火，始锻温度1050℃，终锻温度840~860℃，终锻后在空气中停留23s，淬入流动的自来水，180~200℃回火，表层10mm向内硬度可达50~55HRC，使用寿命较常规热处理提高50%以上。
4. 套筒扳手锻热淬火：某五金工具厂用40Cr钢制套筒扳手，锻热淬火代替原盐浴淬火，不仅节能环保，而且质量上乘。
5. 錾子锻热淬火：55MnSi钢制錾子在2500N空气锤和专用的模子上锻造成形，高温形变温度为920~950℃，形变量为75%左右，终锻温度大约900℃，形变后30s内（视工件表面火色）迅速水淬油冷，220~270℃回火。形变热处理后的錾子硬度高、韧性好，使用寿命大大提高。
6. 螺纹环规的锻热淬火：将230mm×120m质量约40kg的CrMn钢毛坯锻打成90mm×90mm×600mm方条，再根据环规尺寸下料。将坯料加热到1050~1150℃，适当保温在高温形变区内快速镦拔成形，其形变量为35%~40%，终锻温度920~900℃，立即投入到40~70℃油冷却，在油中冷40~60s，约100℃出油空冷，及时回火。环规表面硬度均≥62HRC。
7. 45钢制链轮锻热淬火：始锻温度1070~1150℃，终锻温度为850℃，形变量为35%~75%，回火温度200~350℃，较盐浴火箱式炉加热淬火，强度提高约30%，耐磨性提高26%~30%。
8. GCr15钢制轴承锻热淬火：形变温度930~970℃，形变量30%，油冷，150~180℃回火。和常规热处理相比，提高强度近20%，接触疲劳寿命提高23%。
9. 40Cr钢制柴油机连杆锻热淬火：1150~1180℃始锻，胎膜锻造，形变时间13~17s，形变量约40%，紧接着在2150N曲柄压力机上切边、较直后立即淬火（工件此时的温度为900~950℃），最后进行650℃回火。
10. 45Mn2钢制钢球锻热预冷淬火：使用45Mn2钢制直径70~100mm钢球，始锻温度约1200℃，终锻温度控制在1000~1050℃，根据钢球规格选择不同的预冷时间后水淬，150~180℃回火钢球表面硬度均≥57HRC，≥50HRC的硬化层深度均>20mm，满足了大规格钢球的使用要求。
11. 65 Mn钢犁铧辊锻余热淬火：1100~1200℃中频感应加热，从辊锻变形开始至淬火前约20s，犁铧不同部位的变形量为56%~83%，形变后淬热密度为1.30~1.35g/cm3的CaCl2水溶液中，淬火后进行460~480℃×3h回火，硬度40~45HRC。与犁铧的常规热处理工艺相比，加热次数由45次减少为两次，生产效率提高约4倍，产品质量全部达到一等品要求，经济效益十分显著。
12. 汽车转向节锻热淬火：直径60mm的40Cr钢制汽车转向节，1150~1200℃加热后始锻，终锻温度900`850℃，油冷，600℃×2h回火。利用锻造余热淬火，不仅节约能源降低成本，而且显著改善组织结构，提高材料力性能，尤其是冲击韧度的提高对汽车安全性意义更为重大。