“螺母柱”批量生產熱處理過程控制，應該怎么做,？

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遠超過常規(guī)產品,，技術要求較高，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，結合我們企業(yè)的生產,、工藝技術,、設備條件，制定螺母柱熱處理工藝技術方案,。并不斷優(yōu)化工藝參數(shù),，實現(xiàn)批量化生產，配合公司完成三峽升船機項目,。

“螺母柱”批量生產熱處理過程控制,，應該怎么做？

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，根據其技術要求,，需要制定熱處理工藝技術方案,，在試驗的基礎上完成工藝參數(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,，盡量控制在≤15mm,。

2.熱處理工藝分析

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

（1）因該產品為鑄鋼件,，零件的組織不均勻和成分偏析易于產生，為滿足零件調質處理后的綜合力學性能,，在調質前增加一道正火工序,，其目的是進一步改善鑄件中的粗大組織，使之進一步細化,，并消除由于截面尺寸不同在結晶過程中產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，采取水平放置或側立放置方式（見圖1）進行加熱及冷卻,。

（4）由于零件調質前工藝余量加大,，為保證零件的終質量要求，適當提高調質后的硬度值,，并進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,，在調質半精加工后進行消除應力處理,，消除加工應力。

“螺母柱”批量生產熱處理過程控制,，應該怎么做,？

3.熱處理工藝措施

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

（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,，減少應力集中,。

（4）按照標準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行粗加工,，端面圓弧角≥R5mm；兩種試塊隨零件進行處理,。

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

（6）為減少熱處理過程的變形和應力集中，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）消除應力的溫度比調質回火溫度低20～30℃，保證加工應力的充分釋放,。

4.對于螺母柱變形采取的措施

根據加工情況對熱處理各工序的生產變形情況進行測量,，調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,，根據變形量在下一道工序中進行熱校正,，將變形控制在余量范圍內。

（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,。當變形較大時，為保險起見調質工序采取平裝入爐,，過程中進行校正,；當變形較小時，直接立裝調質,。

5.結語

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