■ 呼金明

我廠某產(chǎn)品所用細(xì)長(zhǎng)軸采用轉(zhuǎn)爐加熱淬火，有不同程度的加熱淬火變形，校直工作量大。

我們研究應(yīng)用VQO2-100真空爐淬火設(shè)備取代轉(zhuǎn)爐用于該工件加熱淬火，從而使工件熱處理硬度更均勻，表面光潔無(wú)氧化，解決熱處理變形量大的問(wèn)題，工作環(huán)境得到改善。

1. 工藝原理

（1）細(xì)長(zhǎng)軸外形細(xì)長(zhǎng)（見(jiàn)圖1），以往采用轉(zhuǎn)爐加熱淬火，在爐內(nèi)回轉(zhuǎn)加熱與出爐淬火過(guò)程中，細(xì)桿部出現(xiàn)程度不同的翹曲變形，校直困難致使報(bào)廢。

（2）VQO2-100雙室高真空爐盒裝件取代轉(zhuǎn)爐散裝加熱，實(shí)現(xiàn)了細(xì)長(zhǎng)軸高真空加熱淬火，工件表面光潔無(wú)氧化，硬度更均勻，熱處理無(wú)明顯變形。工件校直合格率100%。

2. 高真空加熱淬火新工藝

細(xì)長(zhǎng)軸外形為細(xì)長(zhǎng)桿狀，熱處理是在成形后進(jìn)行，表面不允許氧化脫碳，采用轉(zhuǎn)爐丙烷氣氛保護(hù)加熱，雖防止了淬火加熱氧化脫碳，但工件細(xì)桿部熱處理變形問(wèn)題不同程度存在，熱后校直工作量大，熱后變形較大件校直廢品率高達(dá)1.5%。

圖1 細(xì)長(zhǎng)軸示意

采用VQO2-100雙室高真空爐取代轉(zhuǎn)爐，實(shí)現(xiàn)了該工件高真空加熱淬火，內(nèi)外質(zhì)量均顯著改善，能夠有效解決熱處理變形報(bào)廢問(wèn)題。

3. 采用高真空加熱淬火新工藝可行性分析

VQO2-100雙室高真空爐在＜10Pa真空度下，完全滿(mǎn)足工件無(wú)氧化脫碳加熱淬火要求；另外，新設(shè)備工藝參數(shù)設(shè)為程序自動(dòng)控制，能排除人為不確定因素影響；控溫系統(tǒng)采用PID調(diào)解自動(dòng)控溫，爐溫均勻度保證在±3℃，工件靠程序控制在淬火溫度均勻受熱，熱處理硬度散差小，表面光潔無(wú)氧化。

對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸，采用料盒工裝裝件加熱淬火，有效保證出爐工件無(wú)表面降溫、淬火硬度不均問(wèn)題，熱處理變形小。

4. 細(xì)長(zhǎng)軸高真空加熱淬火新工藝方案

通過(guò)熱處理工藝試驗(yàn)與試生產(chǎn)，改進(jìn)并推出細(xì)長(zhǎng)軸真空加熱淬火新工藝。

（1）設(shè)備選擇：VOQ2-100高真空雙室淬火爐。

（2）設(shè)計(jì)加工真空加熱工裝，改轉(zhuǎn)爐散裝加熱淬火為真空爐料盒裝件平放加熱輔具上加熱淬火，其中，支座1套，不銹鋼料盤(pán)20個(gè)，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（3）淬火冷卻介質(zhì)：KR328真空淬火油，使用溫度20～70℃。

（4）裝爐方式： 240～260件/盒，共10～20盒，1000～3000件/爐。

（5）工件分層平放，將工件頭部與細(xì)桿部相間平擺于料盒，保證無(wú)翹出件。

（6）針對(duì)真空加熱傳熱慢，為確保工件受熱均勻，組織良好，調(diào)試工藝參數(shù)，將淬火加熱時(shí)間由轉(zhuǎn)爐的15min，改為60～80min，保溫時(shí)間由原來(lái)的30min改為60min。真空油溫升至20℃后，選擇自動(dòng)按鈕，自動(dòng)取料、入油淬火。

圖2 真空爐料盒

圖3 細(xì)長(zhǎng)軸熱處理工藝參數(shù)

（7）回火設(shè)備為RJ-35-6強(qiáng)對(duì)流井式回火爐，裝爐量1000～3000件，回火溫度：200℃±10℃，保溫時(shí)間：1.5～2h。細(xì)長(zhǎng)軸真空熱處理新工藝參數(shù)如圖3所示。

5. 批量工藝驗(yàn)證

2017年1月初進(jìn)行批量生產(chǎn)驗(yàn)證，工裝裝量：240～260件/盒，2453件/爐。淬火工藝：850～870℃×60min；回火工藝：190～210℃×90～120min。測(cè)試硬度46～50HRC，表面光亮，無(wú)翹曲，金相檢驗(yàn)為回火屈氏體。

該批細(xì)長(zhǎng)軸經(jīng)驗(yàn)證，熱處理硬度在產(chǎn)品要求44～50HRC范圍，金相組織合格，說(shuō)明熱處理工藝正確可行。

6. 結(jié)語(yǔ)

（1）試驗(yàn)與試生產(chǎn)表明，細(xì)長(zhǎng)軸100%硬度檢測(cè)，全部為47～52HRC，滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。熱處理后表面光潔無(wú)氧化，熱處理后無(wú)明顯變形，合格率100%，從根本解決了由于變形報(bào)廢的問(wèn)題。

（2）采用VOQ2-100高真空爐取代轉(zhuǎn)爐，成功用于細(xì)長(zhǎng)軸加熱淬火批量生產(chǎn)以來(lái)，不僅熱處理內(nèi)外在質(zhì)量顯著提高，而且極大改善了作業(yè)環(huán)境，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。