齊羿+王凱+王新江

【摘要】 本文從40Cr連桿材料特性和熱處理技術方向出發(fā)，對我公司40Cr連桿網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)技術進行改進，滿足產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量符合技術要求同時，達到為企業(yè)節(jié)能降耗的目的。

【關鍵詞】 40Cr 熱處理 技術改進 節(jié)能降耗

一、前言：

連桿是汽車與船舶等發(fā)動機中的重要零件，它連接著活塞和曲軸，其作用是將活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動，并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。連桿在工作中，除承受燃燒室燃氣產(chǎn)生的壓力外，還要承受縱向和橫向的慣性力連桿的工作條件要求連桿具有較高的強度和抗疲勞性能，又要求具有足夠的鋼性和韌性。

40Cr鋼的調(diào)質(zhì)處理 Cr能增加鋼的淬透性，提高鋼的強度和回火穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的機械性能。截面尺寸大或重要的調(diào)質(zhì)工件，應采用Cr鋼。但Cr鋼有第二類回火脆性。 40Cr工件淬火后應采用油冷，40Cr鋼的淬透性較好，在油中冷卻能淬硬，而且工件的變形、開裂傾向小。40Cr工件高溫回火后，在水中冷卻，目的是避免第二類回火脆性的影響?；鼗鹂炖浜蟮墓ぜ匾獣r再施以消除應力處理。

二、項目背景和目的

近期，我公司將40Cr連桿鑄鏈爐熱處理調(diào)質(zhì)線改造為網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)線，由于原鑄鏈爐熱處理調(diào)質(zhì)線生產(chǎn)能力和匹配性限制，造成40Cr連桿熱處理技術要求淬火爐擺料方式為單層兩排布料、淬火油池電機攪拌方式為單頻攪拌。

自40Cr連桿試制成功至批量生產(chǎn)，所制定和執(zhí)行的熱處理技術均為滿足產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量符合技術要求，經(jīng)改造后的網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)線生產(chǎn)40Cr連桿的能力和匹配性突破原有局限，有較大提升空間，因此，我公司準備對40Cr連桿網(wǎng)帶爐熱處理技術進行優(yōu)化，同時達到為企業(yè)節(jié)能降耗的目的。

三、項目方案

1）根據(jù)改造后網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)線生產(chǎn)能力及匹配性和現(xiàn)行熱處理工藝能力理論評測，淬火爐入爐擺料方式由單層兩排改為單層三排的方式可行，但同時需驗證是否會因為放件數(shù)量提升造成下料口堵料或者在爐內(nèi)剮蹭網(wǎng)帶爐兩側而造成擠料，以及回火爐是否有因入爐量增大而造成工件堆疊現(xiàn)象；

2）淬火油池攪拌改造，由單頻攪拌改為變頻攪拌，以適應不同入爐量的淬火攪拌調(diào)整，確保滿足淬火冷卻符合工藝要求；

3）40Cr連桿產(chǎn)品淬火油溫工藝范圍調(diào)整：根據(jù)使用淬火液冷卻曲線測試儀器的定期測定發(fā)現(xiàn)，40Cr連桿在油溫50-75℃入淬時淬火油的冷卻曲線和特性值相較于75-90℃入淬時淬火油的冷卻曲線和特性值，表現(xiàn)更好；同時，考慮到油溫較高存在生產(chǎn)的安全隱患，因此，在50-75℃情況下進行10L發(fā)動機連桿生產(chǎn)試驗，連續(xù)跟蹤產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和理化檢驗，是否滿足生產(chǎn)需求和技術要求。

四、項目效果

1）網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)線淬火爐入爐量較原鑄鏈爐熱處理調(diào)質(zhì)線生產(chǎn)模式下提升50%， 2016年1～9月份，我公司調(diào)質(zhì)生產(chǎn)40Cr連桿鍛件約23萬件，按照原熱處理技術每天可生產(chǎn)2400件，技術改進后每天可提升3600件，則2016年1～9月份生產(chǎn)工時節(jié)省了230000/2400-230000/3600≈32天；

2）網(wǎng)帶爐熱處理調(diào)質(zhì)線淬火爐功率246KW，回火爐功率280KW，7臺風機每臺功率1.5KW，按照原熱處理技術每天生產(chǎn)消耗電能（246+280）×80%×24h×0.795+7×1.5×24h×0.795≈8230元，且考慮到由于網(wǎng)帶爐生產(chǎn)40Cr連桿產(chǎn)能提升造成設備實際使用效率由原80%提升至85%，造成每天生產(chǎn)電能能耗增加（246+280）×（85%-80%）×24h×0.795≈501元，因此，技術改進后2016年1～9月份實際節(jié)約電能能耗費用為（8230-501）元/天×32天≈24.8萬元，則該部分全年預計可節(jié)約電能24.8萬元/9月×12月≈33萬元；

3）按照熱處理技術要求對產(chǎn)品的淬火硬度抽檢，淬火硬度合格率大于99.92%，可以滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求；大量性能和內(nèi)在質(zhì)量送檢，取樣位置包括三排各個位置進行多次逐一驗證，通過理化實驗室金相檢驗，均可符合產(chǎn)品質(zhì)量要求；通過回火硬度普檢SPC數(shù)據(jù)統(tǒng)計，試驗階段回火硬度合格率大于92%，優(yōu)于原雙排擺放/淬火油溫75-90℃的生產(chǎn)模式的回火硬度合格率（原生產(chǎn)回火硬度合格率約70%），則2016年1～9月份，減少調(diào)質(zhì)工序返修連桿約23萬件×（92%-70%）≈5.1萬件，節(jié)省電能費用：5.1萬件÷2400件/天×8230元/天≈17.5萬元，則該部分全年預計可節(jié)約電能約17.5萬元/9月×12月≈24萬元。

因此，當40Cr連桿網(wǎng)帶爐熱處理技術改進項目完成后，可為企業(yè)每年節(jié)能降耗約57萬元。

參 考 文 獻

{1}熱處理手冊.第2卷，中國機械工程學會熱處理專業(yè)分會《熱處理手冊》編委會編.-3版.-北京：機械工業(yè)出版社.2001.5