專利名稱：摩托車曲柄鍛件余熱調(diào)質(zhì)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩托車零部件的調(diào)質(zhì)處理方法，尤其涉及摩托車曲柄鍛件 的余熱調(diào)質(zhì)工藝。
背景技術(shù)：
世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家從上世紀(jì)60年代就開始研究鍛造余熱調(diào)質(zhì)的生產(chǎn)工藝。 因其節(jié)能效果顯著，提高產(chǎn)品的機(jī)械性能，減少了工序環(huán)節(jié)，縮短了生產(chǎn)周期 等優(yōu)勢引起了各國科研單位和熱處理行業(yè)的重視，80年代就得到了廣泛應(yīng)用， 我國的JB4202—86鋼的鍛造余熱淬火回火處理和JB4202 — 1999的修訂版就是 最有力的證明。隨著我國設(shè)備、動力、機(jī)器零部件等機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，對鍛后 余熱調(diào)質(zhì)的應(yīng)用也引起了較多的爭論和關(guān)注，雖然取得了一定的成果，但存在 著明顯的不足，主要是因為該工藝方法生產(chǎn)的產(chǎn)品晶粒度較粗大，金相組織與 常規(guī)調(diào)質(zhì)的存在明顯差異，因而不被大部分金屬產(chǎn)品行業(yè)認(rèn)可。
目前，國內(nèi)余熱調(diào)質(zhì)過程一般為工件終鍛后，目測表面的溫度入水淬火， 再經(jīng)高溫回火。該方法易受人為、光線等不穩(wěn)定因素影響，產(chǎn)品質(zhì)量極不穩(wěn)定， 工件淬火開裂不易控制，報廢率高。或采用恒溫加熱設(shè)備，只利用60(TC左右的 部分余熱，重新加熱奧氏體化后淬火，再經(jīng)高溫回火，該方法消除了鍛造變形 后產(chǎn)生的晶粒錯位現(xiàn)象，不能徹底解決晶粒粗大問題，節(jié)能效果不明顯，失去 了余熱調(diào)質(zhì)的基本意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種摩托車曲柄鍛件余熱調(diào)質(zhì)工藝，以有效提高產(chǎn) 品的機(jī)械性能。
本發(fā)明包括以下步驟
a、 將鋼質(zhì)棒料放入中頻爐中，中頻加熱至1050-1200°C，采用紅外線測溫 儀控溫；
b、 在950-110(TC下對加熱后的棒料抽坯，制得曲柄毛坯件；
c、 對曲柄毛坯件進(jìn)行粗模鍛，控制溫度為920-950°C，使曲柄的柄部和桿 部成型；
d、 在880-92(TC下進(jìn)行精模鍛，去除曲柄表面的氧化層，使曲柄的具體尺
寸與設(shè)計尺寸相符；
e、 '將曲柄放入網(wǎng)帶恒溫爐中，在850-86(TC下恒溫處理220-260秒，使曲
柄表面的溫度與心部的溫度基本一致；
f、 將恒溫處理后的曲柄放入10-58'C的水溶淬火液中，淬火20-60秒；
g、 將淬火后的曲柄加熱至630-70(TC，回火處理85-95分鐘。 上述a步驟中的鋼質(zhì)棒料為45弁或40Cr圓鋼。
上述f步驟中淬火液的介質(zhì)濃度為1. 8-5. 4%。
本發(fā)明對終鍛后的工件立即進(jìn)行短時850-86(TC恒溫處理，通過精確控制爐 溫，高溘下的工件經(jīng)輻射和對流換熱后，能保證溫度趨于相同，工件入淬火液 時內(nèi)、外溫度均勻一致，同時通過控制淬火介質(zhì)溫度和濃度等參數(shù)，保證了工 件淬火質(zhì)量的穩(wěn)定，也使晶粒粗化得到有效控制，解決了淬火開裂現(xiàn)象。
木發(fā)明通過取樣檢測與常規(guī)調(diào)質(zhì)產(chǎn)品的性能比較見下表試樣 號處理工藝截面硬度 (HRC)(MPa)Ro.2 (MPa)A5 (%)Z (%)Akv(J) 室溫
45 #余熱調(diào)質(zhì)25—26827675144757
常規(guī)調(diào)質(zhì)23—27790555206249
40Cr余熱調(diào)質(zhì)26-28902803154392
常規(guī)調(diào)質(zhì)23-2583271619.664.384
從以上對照表可見，余熱調(diào)質(zhì)后試樣的各項指標(biāo)已全面達(dá)到并超過了
GB/T699中規(guī)定的性能要求，余熱調(diào)質(zhì)后試樣的強(qiáng)度和沖擊韌性都明顯高于常規(guī) 調(diào)質(zhì)的性能，且橫截面硬度分布比常規(guī)調(diào)質(zhì)更均勻。 本發(fā)明的有益效果是
1、 45#或40Cr鋼曲柄經(jīng)鍛造余熱調(diào)質(zhì)能顯著提高淬透性，組織和硬度分 布均勻，機(jī)械性能優(yōu)于常規(guī)調(diào)質(zhì)后的工件。
2、 精鍛后的工件采用短時恒溫處理，使工件入淬火液時的溫度均勻一致， 保證了性能的穩(wěn)定，質(zhì)量優(yōu)異，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
3、 通過鍛造余熱調(diào)質(zhì)工藝處理的產(chǎn)品探傷報廢率，包括鍛造缺陷在內(nèi)，只 有3。/。左右，顯著提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時短時恒溫處理只消耗了極少量的電能， 能耗低，符合節(jié)約型社會的要求。


圖1為余熱調(diào)質(zhì)工件的心部組織圖。 圖2為圖1的放大圖。 圖3為常規(guī)調(diào)質(zhì)工件的心部組織圖。 圖4為圖3的放大圖。 圖5常規(guī)調(diào)質(zhì)工件的邊緣組織圖。 圖6為圖5的放大圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
實施例1，摩托車C100型曲柄鍛件的余熱調(diào)質(zhì)工藝包括以下步驟
a、 將45#圓鋼棒料放入250KW中頻爐中，中頻加熱至1050°C，采用紅外 線測溫儀控溫；
b、 在95(TC下通過150T空氣錘對加熱后的棒料抽坯，制得曲柄毛坯件；
c、 通過630T摩擦壓力機(jī)對曲柄毛坯件進(jìn)行粗模鍛，控制溫度為92(TC，使
曲柄的柄部和桿部成型；
d、 在88(TC下通過300T摩擦壓力機(jī)進(jìn)行精模鍛，去除曲柄表面的氧化層，
使曲柄的具體尺寸與設(shè)計尺寸相符；
e、 將曲柄放入網(wǎng)帶恒溫爐中，在85(TC下恒溫處理220秒，使曲柄表面的 溫度與心部的溫度基本一致；
f、 將恒溫處理后的曲柄放入介質(zhì)濃度為1.8%、溫度為l(TC的南京科潤728 型水溶淬火液中，淬火20秒；
g、 將淬火后的曲柄放入網(wǎng)帶回火爐中，加熱至63(TC，回火處理85分鐘， 回火后即為曲柄坯件成品。
實施例2，摩托車C125型曲柄鍛件的余熱調(diào)質(zhì)工藝包括以下步驟-
a、 將40Cr圓鋼棒料放入250KW中頻爐中，中頻加熱至1150。C，采用紅外
線測溫儀控溫；
b、 在100(TC下通過150T空氣錘對加熱后的棒料抽坯，制得曲柄毛坯件；
c、 .通過630T摩擦壓力機(jī)對曲柄毛坯件進(jìn)行粗模鍛，控制溫度為935'C，使
曲柄的柄部和桿部成型；
d、 在90(TC下通過300T摩擦壓力機(jī)進(jìn)行精模鍛，去除曲柄表面的氧化層，使曲柄的具體尺寸與設(shè)計尺寸相符；
e、 將曲柄放入網(wǎng)帶恒溫爐中，在855"C下恒溫處理240秒，使曲柄表面的 溫度與心部的溫度基本一致；
f、 將恒溫處理后的曲柄放入介質(zhì)濃度為3%、溫度為34t:的南京科潤728 型水溶淬火液中，淬火40秒；
g、 將淬火后的曲柄放入網(wǎng)帶回火爐中，加熱至66CTC，回火處理90分鐘， 回火后即為曲柄坯件成品。
實施例3，摩托車C250型曲柄鍛件的余熱調(diào)質(zhì)工藝包括以下步驟
a、 將40Cr圓鋼棒料放入250KW中頻爐中，中頻加熱至1200°C，采用紅外 線測溫儀控溫；
b、 在110(TC下通過150T空氣錘對加熱后的棒料抽坯，制得曲柄毛坯件；
c、 通過630T摩擦壓力機(jī)對曲柄毛坯件進(jìn)行粗模鍛，控制溫度為95(TC，使 曲柄的柄部和桿部成型；
d、 .在92(TC下通過300T摩擦壓力機(jī)進(jìn)行精模鍛，去除曲柄表面的氧化層， 使曲柄的具體尺寸與設(shè)計尺寸相符；
e、 將曲柄放入網(wǎng)帶恒溫爐中，在86(TC下恒溫處理260秒，使曲柄表面的 溫度與心部的溫度基本一致；
f、 將恒溫處理后的曲柄放入介質(zhì)濃度為5. 4%、溫度為58'C的南京科潤728 型水溶淬火液中，淬火60秒；
g、 將淬火后的曲柄放入網(wǎng)帶回火爐中，加熱至700'C，回火處理95分鐘， 回火后即為曲柄坯件成品。
如圖1至圖6中余熱調(diào)質(zhì)工件與常規(guī)調(diào)質(zhì)工件的組織對比可知從圖1可看出，利用余熱調(diào)質(zhì)生產(chǎn)的曲柄試樣心部組織幾乎全為回火索氏 體，說明余熱淬火后能將試樣全部淬成馬氏體，淬透性較高，這是硬度在截面
均勻分布的關(guān)鍵，圖2放大后可清楚看出碳化物顆粒細(xì)小，且均勻分布在鐵素 體基體上。而根據(jù)圖3、圖4顯示，常規(guī)調(diào)質(zhì)后，試樣心部含有部分沿晶界分布 的先共析鐵素體，淬透性較低，這是導(dǎo)致硬度不均勻的主要因素，且碳化物尺 寸和分布較不均勻，直至工件邊緣晶界鐵素體才消失，碳化物分布趨于均勻(見 圖5、圖6)。由此可見，余熱調(diào)質(zhì)后試樣的強(qiáng)度、沖擊韌性等機(jī)械性能都明顯 高于常規(guī)調(diào)質(zhì)的性能，且橫截面硬度分布比常規(guī)調(diào)質(zhì)更均勻。
權(quán)利要求
1、一種摩托車曲柄鍛件余熱調(diào)質(zhì)工藝，其特征在于包括以下步驟a、將鋼質(zhì)棒料放入中頻爐中，中頻加熱至1050-1200℃，采用紅外線測溫儀控溫；b、在950-1100℃下對加熱后的棒料抽坯，制得曲柄毛坯件；c、對曲柄毛坯件進(jìn)行粗模鍛，控制溫度為920-950℃，使曲柄的柄部和桿部成型；d、在880-920℃下進(jìn)行精模鍛，去除曲柄表面的氧化層，使曲柄的具體尺寸與設(shè)計尺寸相符；e、將曲柄放入網(wǎng)帶恒溫爐中，在850-860℃下恒溫處理220-260秒，使曲柄表面的溫度與心部的溫度基本一致；f、將恒溫處理后的曲柄放入10-58℃的水溶淬火液中，淬火20-60秒；g、將淬火后的曲柄加熱至630-700℃，回火處理85-95分鐘。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的摩托車曲柄鍛件余熱調(diào)質(zhì)工藝，其特征在于上 述a步驟中的鋼質(zhì)棒料為45弁或40Cr圓鋼。
3、 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車曲柄鍛件余熱調(diào)質(zhì)工藝，其特征在于上 述f步驟中淬火液的介質(zhì)濃度為1. 8-5. 4%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種摩托車曲柄鍛件余熱調(diào)質(zhì)工藝，包括中頻加熱、抽坯、粗模鍛、精模鍛、恒溫處理、淬火和回火等工序。本發(fā)明經(jīng)鍛造余熱調(diào)質(zhì)能顯著提高淬透性，組織和硬度分布均勻，機(jī)械性能優(yōu)于常規(guī)調(diào)質(zhì)后的工件；精鍛后的工件采用短時恒溫處理，使工件入淬火液時的溫度均勻一致，保證了性能的穩(wěn)定，質(zhì)量優(yōu)異，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，同時短時恒溫處理只消耗了極少量的電能，能耗低，符合節(jié)約型社會的要求。
文檔編號C21D1/60GK101524813SQ20091010351
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者曹正素, 韓家學(xué) 申請人:重慶歇馬機(jī)械曲軸有限公司