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水空交替淬火应用实例

大直径合金钢零件调质，采用水空交替淬火替代油淬火，无环境污染，生产成本较低，零件金相组织和力学性能都优于油淬火。

1.零件先容

我企业一种关键零件0A21074半轴，材料为42CrMo，技术要求：调质处理，硬度269～321HBW，零件示意如图1所示。

该零件单件重量120kg，zui大直径145mm，年用量在3000根左右，原工艺方案如图2所示，热处理后硬度，277～285HBW，零件质量稳定可靠，无质量问题。

2.工艺改进原因

采用油淬火有以下缺点：淬火时有大量油烟，污染环境，也对操作工人健康有害；工件尺寸较大，淬火时出现大量明火，存在火灾隐患，淬火油消耗量比较大，生产成本较高；淬火后必须清洗，增加生产成本和延长生产周期。

3.新工艺先容

采用水空交替淬火，用清水替代价格昂贵的淬火油，尤其对大型零件，减少一次投入更有实际意义。对环境无污染，属于绿色热处理工艺，水空交替淬火后零件组织和力学性能都优于淬油后零件。工艺的难度在于水空交替淬火的时间控制。基于以上原因大家进行了几次工艺试验zui终取得成功。具体工艺如图3所示。现已批量生产300多根，质量稳定，工艺试验成功。

4.结语 

合金钢采用水空交替淬火，空冷时间控制很重要。如果空冷时间太长，得不到淬火马氏体，如果空冷时间太短，淬火太剧烈，台阶部位应力过大，容易产生淬火裂纹，如图4所示。工艺试验必须进行小批量多次试验，质量稳定后方可进行批量生产。

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