本发明专利技术公开的大型轴类锻件的环保热处理工艺，通过采用市售水溶性淬火介质PAG或BW来替代传统的油和自来水，通过调整淬火介质PAG或BW的浓度，及严格控制轴类锻件的加热速度、保温时间、淬火温度、淬火时间、回火温度及冷却速度等工艺参数，解决了大型轴类零件采用水冷容易出现变形甚至缺陷、采用油冷容易产生硬度偏低及环境污染等问题；同时解决了大型轴类零件重量大、截面尺寸变化大，热处理后性能不均等问题。
Environment friendly heat treatment process for large shaft forgings
Environmental protection heat treatment process of heavy forgings disclosed by the invention, by using commercially available PAG quenching medium or BW to replace the traditional oil and tap water, by adjusting the concentration of quenching medium PAG or BW, and strictly control the heating speed, axial forgings holding time, quenching temperature, quenching time, tempering temperature and cooling speed and other parameters, solves the large shaft parts with water prone to deformation or defect, the oil cooling is easy to produce low hardness and environmental pollution; at the same time to solve the large shaft weight, section size changes, the problem of unequal properties after heat treatment.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轴件热处理
，具体涉及大型轴类锻件的环保热处理工艺。
技术介绍
传统的大型零部件淬火所使用的淬火介质多用自来水和油类。由于水的特性是在 高温区和低温区冷却速度较快，而提高水温又使蒸汽膜产生速度过快，因此采用水作淬火 介质时热处理工艺条件控制困难，且容易出现淬裂等缺陷；由于油的冷却速度较慢，用于中 碳低合金钢类大型部件的淬火处理时，经常出现零件淬火不硬或淬硬层浅等问题，更为重 要的是，油作为淬火介质，污染严重。大型轴类部件多为承载的关键部件，服役条件复杂，且承受载荷大，因此其热处理 工艺要求严格。大型轴类零件的热处理工艺的技术难点如下(1)工件重量重，截面尺寸 大，油冷容易因淬不硬而出现性能偏低，水冷因应力较大而出现变形甚至裂纹；(2)大型轴 类零件(如曲轴、转子等)尺寸差别大，使热处理工艺控制困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大型轴类锻件的环保热处理工艺，以解决 大型轴类零件采用水冷容易出现变形甚至缺陷、采用油冷容易产生硬度偏低及环境污染等 问题；以及解决大型轴类零件重量大、截面尺寸变化大，热处理后性能不均等问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下所述技术方案该方案采用传统的井式热处理炉，采用市售水溶性淬火介质PAG或BW来替代传统的油 和自来水，严格控制加热速度、淬火温度、淬火时间、回火温度及冷却速度等工艺参数，使大 型轴类零件性能好，环境友好，其步骤如下(1)、通过吊具将大型轴类零件垂直吊入热处理炉内，以30-60°C/小时的速度升温至 350-400°C，保温3. 5-4. 5小时；然后再以40_60°C /小时的速度升温至600-650°C，保温6_8 小时；(2)、600-650°C保温后，以40-50°C/小时的速度升温至淬火温度850_970°C，进行保(3)、将工件吊入装有淬火介质的淬火槽中，淬火处理；(4)、淬火后，及时装炉回火；以20-30°C /小时的速度升温至250-450°C，进行保 温；然后以30-50°C的速度继续升温至回火温度550-670°C，均勻保温；(5)、回火加热保温后，回火冷却速度控制在10-25°C之间，温度冷却150°C以下出炉空冷。为更好的实施本专利技术创造，步骤2中，升温到淬火温度后，保温时间按照淬火工件 最大截面直径计算，以直径1一1. 5米的截面保温9-15小时计。为更好的实施本专利技术创造，步骤3中，以体积百分比计，淬火介质选取5-30%的BW 型淬火介质配以70-95%的水或3-15%的PAG型淬火介质配以85-97%的水。为更好的实施本专利技术创造，步骤3中，淬火介质温度控制在60°C以下。为更好的实施本专利技术创造，步骤3中，淬火时间按照淬火工件的最大截面直径控 制，并与淬火介质浓度有关；对直径1-1. 5米的工件，采用BW型淬火介质淬火时间按照 150-350分钟计算；采用PAG型淬火介质，淬火时间按照250-400分钟计算；淬火介质浓度 越大，淬火时间越短。为更好的实施本专利技术创造，回火前，应保持工件各部位温度均勻，温差控制在 + IO0Co为更好的实施本专利技术创造，步骤4中，回火升温至250-450°C时，保温时间与工件 的最大截面有关，对于直径1-1. 5米的截面，保温时间为8-20小时。为更好的实施本专利技术创造，步骤4中，回火升温至550-670°C时，保温时间与工件 的最大截面有关，对于直径1-1. 5米的截面，保温时间为40-46小时。本专利技术中所称BW型淬火介质为德国欧润克公司推出的水基淬火液0RNCQUENCH BW型淬火介质或德国德润宝(PETR0FER)公司生产；PAG型淬火介质由美国联合碳化公司 (UCONA)生产。由于采用如上所述技术方案，本专利技术具有如下技术优势该方案采用市售水溶性淬火介质PAG和BW代替传统淬火介质自来水，克服了自来水在 高温区和低温区冷却速度快且工艺控制困难的缺点，使工件淬硬均勻、可明显减少淬火变 形和开裂倾向；采用市售水溶性淬火介质PAG和BW代替油，使工件淬火时无油烟，可以避免 热处理车间的脏、黑、烟、火等，大大改善了工作条件，同时可以节省工件清洗成本等，给工 业生产带来高效、节能及环保的效益。附图说明图1是材质为30CrMoV钢的大型转子的淬火工艺图； 图2是材质为25Cr2Ni4MoV钢的大型转子的淬火工艺图。具体实施例方式结合图1，材质为30CrMoV钢、重量为28吨的大型转子的淬火工艺，具体工艺步骤 如下⑴、采用卡头将大型转子垂直吊入热处理炉内，以40°C /小时的速度升温至 345士5°C，保温4小时；然后再以40°C /小时的速度升温至655士5°C，保温6. 5小时；(2)、655°C保温后，以45°C/小时的速度升温至淬火温度950 士 5 °C，保温10小时；(3)、迅速将大型转子垂直吊入淬火槽中，以体积百分比计，淬火槽中的淬火介质为8% PAG及92%的水，淬火介质温度控制在50°C以下，淬火270分钟；(4)、吊出大型转子冷却至200°C以下，装炉，以30°C/小时速度升温至350士5°C，保温8小时；然后以40°C速度继续升温至回火温度670°C 士5°C，均勻保温，保温40小时；最后， 以10-15°C的冷却速度冷却150°C以下，出炉空冷。 最终检验，大型转子变形和开裂倾向小，各项性能指标均符合技术要求，性能指标 如下crO2 (MPa)巧 (MPa)δ°·* (%)妒(%)^ (J)HB纵向>59072015408240-280径向>59072015408240-280结合图2，材质为25Cr2Ni4MoV钢的大型转子的淬火工艺，具体工艺步骤如下 ⑴、采用卡头将大型转子垂直吊入热处理炉内，以55°C /小时的速度升温至 400 士 5°C，保温4小时，然后再以35°C /小时的速度升温至600 士 5°C，保温8. 5小时；(2)、600°C保温后，以40°C/小时的速度升温至淬火温度855士5°C，保温10小时；(3)、迅速将大型转子垂直吊入淬火槽中，以体积百分比计，淬火槽中的淬火介质为 15% BW及85%的水，淬火介质温度控制在50°C以下，淬火300分钟；(4)、吊出大型转子冷却至200°C以下，装炉，以30°C/小时速度升温至400士5°C，保温 8小时；然后以35°C速度继续升温至回火温度600°C 士5°C，均勻保温，保温35小时；最后， 以10°C的冷却速度冷却150°C以下出炉空冷。 最终检验，大型转子变形和开裂倾向小，各项性能指标均符合技术要求，具体性能 指标如下σ02 (MPa)(MPa)《.4 (%)j4foO)HB纵向彡585彡735彡55彡80240-280径向彡585彡735彡18彡55彡80240-280切向彡585彡690^18彡55彡80240-280权利要求1. 一种大型轴类锻件的环保热处理工艺，其特征在于具体包括如下步骤(1)、通过吊具将大型轴类零件垂直吊入热处理炉内，以30-60°C/小时的速度升温至 350-400°C，保温3. 5-4. 5小时；然后再以40_60°C /小时的速度升温至600-650°C，保温6_8 小时；(2)、600-650°C保温后，以40-50°C/本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种大型轴类锻件的环保热处理工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：（１）、通过吊具将大型轴类零件垂直吊入热处理炉内，以３０－６０℃／小时的速度升温至３５０－４００℃，保温３．５－４．５小时；然后再以４０－６０℃／小时的速度升温至６００－６５０℃，保温６－８小时；（２）、６００－６５０℃保温后，以４０－５０℃／小时的速度升温至淬火温度８５０－９７０℃，进行保温；（３）、将工件吊入装有淬火介质的淬火槽中，淬火处理；（４）、淬火后，及时装炉回火；以２０－３０℃／小时的速度升温至２５０－４５０℃，进行保温；然后以３０－５０℃的速度继续升温至回火温度５５０－６７０℃，均匀保温；（５）、回火加热保温后，回火冷却速度控制在１０－２５℃之间，温度冷却１５０℃以下出炉空冷。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：闫焉服，宋克兴，王淼辉，周永松，李永兵，葛学元，赵培峰，张彦敏，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：41
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