鏈輪是工程機(jī)械產(chǎn)品傳遞動(dòng)力的重要零件之一，鏈輪在工作時(shí)具有低速、重載、磨損嚴(yán)重等特點(diǎn)，要求鏈輪必須具有良好的機(jī)械性能，才能保證工程機(jī)械產(chǎn)品在工作中的可靠性和穩(wěn)定性。目前鏈輪一般采用 40Mn、40Mn2、45Mn、45# 鋼等，傳統(tǒng)預(yù)先熱處理采用整體淬火 + 高溫回火（調(diào)質(zhì)）的工藝方法，以滿足產(chǎn)品調(diào)質(zhì)硬度、金相組織、力學(xué)性能的要求。后期采用沿齒廓表面淬火的熱處理工藝，提高其表面硬度，增加零件表面耐磨性， 提高其使用壽命。
本文主要研究利用鏈輪在鍛造成形后的余熱，直接對(duì)其進(jìn)行淬火處理的工藝，以獲得良好的力學(xué)性能的產(chǎn)品。同時(shí)對(duì)鍛后余熱淬火對(duì)后序機(jī)加工工藝的影響也做了進(jìn)一步的研究。
試驗(yàn)對(duì)象和方法
試驗(yàn)對(duì)象
本文試驗(yàn)對(duì)象為鏈輪，其零件結(jié)構(gòu)如圖 1 所示， 該鏈輪齒數(shù)為21，分度圓直徑約為650mm，內(nèi)徑約為450mm，齒部厚度約為65mm，零件重量約為50kg。其技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)處理，硬度 229～302HB（dB：3.5 ～ 4.0），金相組織1～4 級(jí)，晶粒度≥5 級(jí)。
試驗(yàn)方法
鏈輪原生產(chǎn)工藝流程：下料→制坯→中頻加熱→鍛造成形→切邊→調(diào)質(zhì)→磁粉探傷→打磨→表面淬火+ 低溫回火→磁粉探傷→機(jī)加工。
鏈輪余熱淬火生產(chǎn)工藝流程：下料→制坯→中頻加熱→鍛造成形→切邊→余熱淬火→高溫回火→磁粉探傷→打磨→表面淬火→低溫回火→磁粉探傷→ 機(jī)加工。
鏈輪材料為40Mn2，屬低淬透性調(diào)質(zhì)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼，其主要化學(xué)成分見表 1。
通過查閱《熱處理手冊(cè)》可知，該材料Ac3=766℃，淬火溫度推薦使用830～870℃。該材料我廠始鍛溫度采用1150±50℃，經(jīng)過鍛造成形和切邊兩道工序后，通過紅外測(cè)溫儀對(duì) 10 件切邊后溫度檢測(cè)，切邊后溫度約為 950℃，工件淬火前溫度約為880～910℃，略高于推薦使用淬火溫度。
本次試驗(yàn)利用我廠 13t 電液錘鍛造成形后，經(jīng)切邊壓床切邊，通過滑道轉(zhuǎn)運(yùn)至淬火槽上方掛鉤內(nèi)， 啟動(dòng)已設(shè)計(jì)淬火程序，完成淬火過程（圖2）。零件在淬火介質(zhì)中停留時(shí)間為5～6min。淬火介質(zhì)采用湖南瀏陽生產(chǎn)的 ZY-747 型 PAG 水溶性淬火介質(zhì)， 介質(zhì)濃度控制在10%～12%，介質(zhì)溫度要求20～45℃。
鏈輪經(jīng)余熱淬火處理后，及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)至熱處理分廠臺(tái)車爐進(jìn)行高溫回火，避免因淬火過程產(chǎn)生的組織應(yīng)力過大而開裂。
試驗(yàn)結(jié)果與討論
淬火硬度檢驗(yàn)
鏈輪鍛后余熱淬火后，隨機(jī)抽檢三件進(jìn)行淬火硬度檢驗(yàn)（在齒部平面處120°方向均檢測(cè)三點(diǎn)，檢測(cè)設(shè)備為HB-3000 型布氏硬度計(jì)），并與原工藝淬火硬度進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表 2。
