合金鑄鋼件淬火裂紋分析及工藝改進(jìn)

■ 李云亭，王金標(biāo)，楊 敏

國(guó)外某環(huán)球煤機(jī)公司向我公司訂購(gòu)的特殊結(jié)構(gòu)的箱體為合金鑄鋼產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、截面變差大、加工精度高，因此鑄造、熱處理及機(jī)加工制造過(guò)程控制難度較大，且熱處理后力學(xué)性能要求較高的強(qiáng)度的同時(shí)還要保證較高的沖擊吸收能量指標(biāo)。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄厚不均、淬火過(guò)程極易產(chǎn)生裂紋。

表1 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

表2 力學(xué)性能

1. 產(chǎn)品信息及樣件交貨要求

產(chǎn)品單重279.5kg，其外形輪廓尺寸：580mm×645mm×762mm。產(chǎn)品材料化學(xué)成分如表1所示，力學(xué)性能如表2所示。

工藝路線：造型/制芯→合箱→熔煉/澆注→開箱/落砂→拋丸、切割、粗修→劃線（驗(yàn)證模具尺寸）→正火→精修、補(bǔ)焊→檢驗(yàn)（外觀、MT、UT）→熱處理（調(diào)質(zhì)）→精修、檢驗(yàn)（外觀，MT）→機(jī)加工→劃線（全尺寸報(bào)告）→整理報(bào)告→樣品提交。

2. 熱處理工藝參數(shù)的確定

（1）奧氏體化溫度的確定 根據(jù)客戶規(guī)定的化學(xué)成分要求，按成分中上限計(jì)算出其Ac3溫度，實(shí)際生產(chǎn)中鑄鋼件熱處理奧氏體化溫度是在Ac3溫度上增加50℃左右，該產(chǎn)品完全奧氏體化溫度實(shí)際為870℃。

（2）正火溫度的確定 根據(jù)鑄鋼件正火工序的要求，為保證正火組織均勻化的效果，通常正火溫度較完全奧氏體化溫度高20～30℃，工藝選擇900℃±10℃。

（3）調(diào)質(zhì)工藝參數(shù) 淬火溫度按奧氏體化溫度870℃±10℃，回火按性能要求及硬度匹配選擇600℃±10℃。加熱保溫時(shí)間：按截面最大厚度150mm計(jì)算，奧氏體化時(shí)間3h，回火時(shí)間按4h。淬火冷卻介質(zhì)選擇：為達(dá)到高硬度、淬硬層深度和沖擊性能要求，水淬是最佳選擇，并可以采用較高的回火溫度，工件韌性也可以得到提高。……