“螺母柱”批量生產(chǎn)熱處理過程控制,，應(yīng)該怎么做？

螺母柱是長江三峽水利樞紐升船機安全保證系統(tǒng)的主要構(gòu)件,，用于在承船廂超載的情況下向塔柱傳遞事故載荷,。整體鑄造，其加工尺寸和重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)產(chǎn)品,，技術(shù)要求較高,，因此熱處理過程控制有較大的難度。為此我們將通過工藝研究,、試生產(chǎn),，結(jié)合我們企業(yè)的生產(chǎn)、工藝技術(shù)、設(shè)備條件,，制定螺母柱熱處理工藝技術(shù)方案,。并不斷優(yōu)化工藝參數(shù)，實現(xiàn)批量化生產(chǎn),，配合公司完成三峽升船機項目,。

“螺母柱”批量生產(chǎn)熱處理過程控制，應(yīng)該怎么做,？

1.工件簡介及待解決的問題

材料G35CrNiMo6-6+QT1, 尺寸4980mm×2112mm×589mm,，技術(shù)要求σs≥650MPa，σb≥800MPa,，δ≥12%,，A_KV≥30J，螺紋面的硬度為230～300HBW,。

（1）三峽螺母柱作為重點開發(fā)產(chǎn)品,，因為其尺寸較大、形狀較為特殊,，故需制作工裝,，實現(xiàn)其加熱冷卻過程。

（2）因螺母柱所用材料為新開發(fā)的材料,，根據(jù)其技術(shù)要求,，需要制定熱處理工藝技術(shù)方案，在試驗的基礎(chǔ)上完成工藝參數(shù)的固化,。

（3）由于螺母柱的特殊形狀,，在加熱、冷卻中會發(fā)生較大的變形,，如何利用工裝與工藝過程控制變形則成為要解決的重點問題之一,。變形控制在加工余量范圍內(nèi)，盡量控制在≤15mm,。

2.熱處理工藝分析

根據(jù)螺母柱的材料,、外型尺寸、熱處理技術(shù)要求等,，熱處理過程重點要解決變形和整體綜合質(zhì)量的控制,，具體工藝分析如下：

（1）因該產(chǎn)品為鑄鋼件，零件的組織不均勻和成分偏析易于產(chǎn)生,，為滿足零件調(diào)質(zhì)處理后的綜合力學(xué)性能,，在調(diào)質(zhì)前增加一道正火工序，其目的是進(jìn)一步改善鑄件中的粗大組織,，使之進(jìn)一步細(xì)化,，并消除由于截面尺寸不同在結(jié)晶過程中產(chǎn)生的顯微組織的不均勻性,。

（2）因零件尺寸過大（4980mm×2112mm×589mm），外形特殊,，且主要工作面不對稱,，加工應(yīng)力較大，熱處理加熱和冷卻過程也容易變形,，因此要對熱處理前的加工余量進(jìn)行控制,。

（3）為保證零件熱處理的加熱和冷卻效果，采取水平放置或側(cè)立放置方式（見圖1）進(jìn)行加熱及冷卻,。

（4）由于零件調(diào)質(zhì)前工藝余量加大，為保證零件的終質(zhì)量要求,，適當(dāng)提高調(diào)質(zhì)后的硬度值,，并進(jìn)行縱向和橫向的檢測，滿足硬度均勻性的要求,。

（5）為控制終精加工后的零件變形,，在調(diào)質(zhì)半精加工后進(jìn)行消除應(yīng)力處理，消除加工應(yīng)力,。

“螺母柱”批量生產(chǎn)熱處理過程控制,，應(yīng)該怎么做？

3.熱處理工藝措施

（1）熱處理前需提供零件圖樣,、材質(zhì)單,、超聲波探傷報告、冷加工工藝及隨爐試塊等,，并對標(biāo)識核對檢查,。

（2）來熱處理前的加工余量為：各端面留取余量15mm。

（3）外觀要求：各端面及螺紋頂圓弧角≥R5mm,，臺階根部圓弧角≥R10mm,。零件表面不得有裂紋、鑄造缺陷,、黑皮（如個別處不足余量要求,，必須打磨見光）等等不可見缺陷或表面磁粉探傷檢查合格，減少應(yīng)力集中,。

（4）按照標(biāo)準(zhǔn)要求提供的同爐試塊,，試制期每件帶兩塊；要求試塊熱處理前進(jìn)行粗加工,，端面圓弧角≥R5mm,；兩種試塊隨零件進(jìn)行處理。

（5）工件放置：采取水平裝爐時（見圖2）正火時螺紋面朝上,，調(diào)質(zhì)時螺紋面朝下,，采取墊鐵支墊2～5點,，淬火時無需工裝；采取側(cè)立裝爐（見圖3）制作墊鐵及穩(wěn)固裝置,，生產(chǎn)過程操作難度較大,，側(cè)立裝爐調(diào)質(zhì)前加工時應(yīng)保留下鑄塊。

（6）為減少熱處理過程的變形和應(yīng)力集中,，確保零件的綜合機械性能,，熱處理過程控制入爐溫度、加熱溫度,、保溫時間,、冷卻時間（工件出油溫度150～200℃）和淬火油溫（40～80℃）等。

（7）消除應(yīng)力的溫度比調(diào)質(zhì)回火溫度低20～30℃,，保證加工應(yīng)力的充分釋放,。

4.對于螺母柱變形采取的措施

根據(jù)加工情況對熱處理各工序的生產(chǎn)變形情況進(jìn)行測量，調(diào)整平裝和立裝的方式,。

（1）對于背部不開槽的螺母柱采用平裝的入爐方式,，根據(jù)變形量在下一道工序中進(jìn)行熱校正，將變形控制在余量范圍內(nèi),。

（2）對于背部開條形槽的螺母柱退火時采用平裝,，正火時采用立裝。當(dāng)變形較大時,，為保險起見調(diào)質(zhì)工序采取平裝入爐,，過程中進(jìn)行校正；當(dāng)變形較小時,，直接立裝調(diào)質(zhì),。

5.結(jié)語

通過現(xiàn)場跟蹤測量，調(diào)整平裝,、立裝相結(jié)合的方式,，使變形得到有效控制。在保證質(zhì)量的前提下,，節(jié)約成本縮短工期,。共對幾十件件螺母柱進(jìn)行了熱處理，皆取得了成功,，*技術(shù)要求,，合格率為100%?？梢钥闯雎菽钢墓に噮?shù)*其技術(shù)要求,，且硬度均勻性較好。