Во-первых, снизьте температуру нагрева.

Как правило, температура закалочного нагрева заэвтектоидной углеродистой стали на 30–50 ℃ выше Ac3, а температура закалочного нагрева эвтектоидной и заэвтектоидной углеродистой стали на 30–50 ℃ выше Ac1. Однако исследования последних лет подтвердили, что нагрев и закалка доэвтектоидной стали в двухфазной области α + γ несколько ниже Ас3 (т.е. субтемпературная закалка) позволяет повысить прочность и ударную вязкость стали, снизить температуру хрупкого перехода. и устранить отпускную хрупкость. Температуру нагрева при закалке можно снизить на 40°С. Использование низкотемпературного быстрого кратковременного нагрева и закалки высокоуглеродистой стали позволяет снизить содержание углерода в аустените и помочь получить реечный мартенсит с хорошей прочностью и вязкостью. Это не только повышает его прочность, но и сокращает время нагрева. Для некоторых трансмиссий вместо цементации используется карбонитрирование. Износостойкость увеличивается на 40–60 %, а усталостная прочность увеличивается на 50–80 %. Время совместной цементации эквивалентно, но температура совместной цементации (850°C) выше, чем температура цементации. Температура (920 ℃) ​​на 70 ℃ ниже, что также может уменьшить деформацию при термообработке.

Во-вторых, сократить время нагрева.

Производственная практика показывает, что традиционное время нагрева, определяемое по эффективной толщине заготовки, является консервативным, поэтому коэффициент нагрева α в формуле времени выдержки нагрева τ = α·K·D нуждается в корректировке. Согласно традиционным параметрам процесса обработки, при нагреве до 800-900°С в воздушной печи значение α рекомендуется составлять 1,0-1,8 мин/мм, что является консервативным. Если значение α можно уменьшить, время нагрева можно значительно сократить. Время нагрева следует определять путем экспериментов, исходя из размера стальной заготовки, объема загрузки печи и т. д. После определения оптимизированных параметров процесса их необходимо тщательно реализовывать для достижения значительных экономических выгод.

В-третьих, отменить закалку или уменьшить количество закалок.

Отменить отпуск науглероженной стали. Например, если для отмены отпуска используется двухсторонний цементированный поршневой палец погрузчика из стали 20Cr, то предел выносливости закаленного пальца можно увеличить на 16%; при отмене отпуска низкоуглеродистой мартенситной стали бульдозерный палец заменяется. Набор упрощен для использования закаленного состояния стали 20 (низкоуглеродистый мартенсит), твердость стабильна на уровне около 45HRC, прочность и износостойкость изделия значительно улучшены, качество стабильно; быстрорежущая сталь уменьшает количество отпусков, например, пильные полотна из стали W18Cr4V, в которых используется один отпуск. Огонь (560 ℃ × 1 час) заменяет традиционный трехкратный отпуск 560 ℃ × 1 час, а срок службы увеличивается на 40%.

В-четвертых, вместо высокотемпературного отпуска используйте низко- и среднетемпературный отпуск.

В конструкционной стали со среднеуглеродистым или среднеуглеродистым сплавом вместо высокотемпературного отпуска используется средне- и низкотемпературный отпуск для получения более высокой стойкости к многократным ударам. Сверло диаметром 8 мм из стали W6Mo5Cr4V2 подвергается вторичному отпуску при температуре 350℃×1 час + 560℃×1 час после закалки, при этом срок службы сверла увеличивается на 40% по сравнению со сверлом, закаленным трижды при температуре 560℃×1 час. .

В-пятых, разумно уменьшить глубину просачивающего слоя.

Цикл химико-термической обработки длительный и потребляет много энергии. Если глубину слоя проникновения можно уменьшить, чтобы сократить время, это является важным средством экономии энергии. Необходимая глубина закаленного слоя была определена путем измерения напряжений, которое показало, что текущий закаленный слой был слишком глубоким и достаточно было только 70% глубины традиционного закаленного слоя. Исследования показывают, что карбонитрирование может уменьшить глубину слоя на 30–40 % по сравнению с цементацией. В то же время, если глубина проникновения контролируется до нижнего предела технических требований в реальном производстве, можно сэкономить 20% энергии, а также сократить время и деформацию.

В-шестых, используйте высокотемпературную и вакуумную химическую термообработку.

Высокотемпературная химико-термическая обработка заключается в повышении температуры химико-термической обработки в узких условиях, когда рабочая температура оборудования позволяет и аустенитные зерна внедряемой стали не растут, тем самым значительно ускоряя скорость науглероживания. Увеличение температуры цементации с 930 ℃ до 1000 ℃ может увеличить скорость цементации более чем в 2 раза. Однако, поскольку проблем еще много, будущее развитие ограничено. Вакуумную химико-термическую обработку проводят в газофазной среде отрицательного давления. За счет очистки поверхности заготовки под вакуумом и использования более высоких температур скорость проникновения значительно увеличивается. Например, вакуумная цементация позволяет повысить производительность в 1–2 раза; при пропитке алюминия и хрома при давлении 133,3× (от 10-1 до 10-2) Па скорость проникновения может быть увеличена более чем в 10 раз.

В-седьмых, ионно-химическая термообработка.

Это процесс химико-термической обработки, в котором между заготовкой (катодом) и анодом используется тлеющий разряд для одновременной пропитки пропитываемых элементов в газофазной среде, содержащей пропитываемые элементы при давлении ниже одной атмосферы. Такие как ионное азотирование, ионная цементация, ионное сульфирование и т. д., которые имеют преимущества быстрой скорости проникновения, хорошего качества и энергосбережения.

В-восьмых, используйте индукционную самозакалку.

Вместо отпуска в печи применяется индукционный самоотпуск. Поскольку для передачи тепла наружу закалочного слоя используется индукционный нагрев, оставшееся тепло не отводится при закалке и охлаждении для достижения кратковременного отпуска. Таким образом, он очень энергосберегающий и используется во многих приложениях. При определенных обстоятельствах (например, при использовании высокоуглеродистой стали и высокоуглеродистой высоколегированной стали) можно избежать закалочного растрескивания. В то же время, как только будет определен каждый параметр процесса, может быть достигнуто массовое производство, а экономические выгоды будут значительными.

В-девятых, используйте предварительный нагрев и закалку после ковки.

Предварительный нагрев и закалка после ковки позволяют не только снизить энергозатраты на термообработку и упростить производственный процесс, но и улучшить характеристики изделия. Использование закалки отходящим теплом после ковки + высокотемпературного отпуска в качестве предварительной обработки может устранить недостатки закалки отходящим теплом после ковки в качестве окончательной термической обработки крупных зерен и плохой ударной вязкости. Он занимает меньше времени и имеет более высокую производительность, чем сфероидизирующий отжиг или общий отжиг. Кроме того, температура высокотемпературного отпуска ниже, чем температура отжига и отпуска, что позволяет значительно снизить энергопотребление, а оборудование простое и удобное в эксплуатации. По сравнению с общей нормализацией, нормализация остаточного тепла после ковки может не только повысить прочность стали, но и улучшить пластическую вязкость, а также снизить температуру хладноломкости и чувствительность к надрезу. Например, сталь 20CrMnTi после ковки можно нагревать до 730–630 ℃ со скоростью 20 ℃/ч. Быстрое охлаждение дало хорошие результаты.

В-десятых, используйте поверхностную закалку вместо цементации и закалки.

Систематическое исследование свойств (таких как статическая прочность, усталостная прочность, множественная ударная вязкость, остаточные внутренние напряжения) средне- и высокоуглеродистых сталей с содержанием углерода от 0,6% до 0,8% после высокочастотной закалки показывает, что индукционная закалка может быть используется для частичной замены цементации. Закалка вполне возможна. Для изготовления шестерен коробки передач мы использовали высокочастотную закалку стали 40Cr, заменив исходные шестерни цементации и закалки из стали 20CrMnTi, и добились успеха.

11. Используйте местное отопление вместо общего отопления.

Для некоторых деталей, к которым предъявляются местные технические требования (например, диаметр износостойкого вала шестерни, диаметр ролика и т. д.), вместо общего нагрева можно использовать локальные методы нагрева, такие как нагрев банной печи, индукционный нагрев, импульсный нагрев и пламенный нагрев, например как коробчатые печи. , может обеспечить соответствующую координацию между частями трения и зацепления каждой детали, улучшить срок службы деталей, а поскольку это локализованный нагрев, он может значительно уменьшить закалочную деформацию и снизить потребление энергии.

Мы глубоко понимаем, что способность предприятия рационально использовать энергию и получать максимальную экономическую выгоду при ограниченной энергии зависит от таких факторов, как эффективность энергопотребляющего оборудования, разумность технологического маршрута и научность управления. Это требует от нас всестороннего рассмотрения с систематической точки зрения, и каждое звено не может быть проигнорировано. При этом при формулировании процесса мы также должны иметь общую концепцию и быть тесно увязаны с экономической выгодой предприятия. Мы не можем сформулировать процесс только ради его формулировки. Это особенно важно сегодня, в условиях быстрого развития рыночной экономики.