锻热淬火工艺16例

形变热处理亦称“热机械加工”。在机械制造过程中，将压力加工（辊、锻、轧）与热处理工艺有效地结合起来，则可同时发挥行变强化和热处理强化的双重作用，获得单一的强化方法所不能达到的综合力学性能。这种复合强化的工艺称为形变热处理。

除了能获得优异的力学性能外，形变热处理还可省去热处理的重新高温加热，从而节约大量能源、加热设备和车间面积，减少材料的氧化脱碳、畸变等热处理缺陷。因此，形变热处理工艺兼有优良强化效果与巨大的经济效益。以下列举形变热处理方法36例，供参考。

1.锻热淬火工艺16例

（1）镗刀锻后淬火

镗床用镗刀刀身直径4mm，刀头直径6mm，总长40mm，锻后立即淬火，及时回火，结果使切削寿命较常规处理提高30%以上。

（2）车刀锻后淬火

国内某机床电器厂生产的自用M2钢车刀，锻后立即淬油，550℃回火，使用寿命较市售车刀提高1倍多。嘉龙公司用9341钢制12方自用车刀，自由锻造后油冷，使用寿命比较高。

（3）粉碎机锤头锻热淬火

65Mn钢制355mm×98mm×33mm粉碎机锤头锻后余热淬火：始锻温度1050℃，终锻温度840～860℃，终锻后在空气中停留2～3s，淬入流动的自来水，180～200℃回火，表层10mm向内硬度可达50～55HRC，使用寿命较常规热处理提高50%以上。

（4）套筒扳手锻热淬火

国内某五金工具厂用40Cr钢制套筒扳手，锻热淬火代替原盐浴淬火，不仅节能环保，而且质量上乘。

（5）錾子锻热淬火

55MnSi钢制錾子在2500N空气锤和专用的模子上锻造成形，高温形变温度为920～950℃，形变量为75%左右，终锻温度大约900℃，形变后30s内（视工件表面火色）迅速水淬油冷，220～270℃回火。形变热处理后的錾子硬度高、韧性好，使用寿命大大提高。

（6）螺纹环规的锻热淬火

将230mm×120m质量约40kg的CrMn钢毛坯锻打成90mm×90mm×600mm方条，再根据环规尺寸下料。将坯料加热到1050～1150℃，适当保温在高温形变区内快速镦拔成形，其形变量为35%～40%，终锻温度920～900℃，立即投入到40～70℃油冷却，在油中冷40～60s，约100℃出油空冷，及时回火。环规表面硬度均≥62HRC。

（7）45钢制链轮锻热淬火

始锻温度1070～1150℃，终锻温度为850℃，形变量为35%～75%，回火温度200～350℃，较盐浴火箱式炉加热淬火，强度提高约30%，耐磨性提高26%～30%。

（8）GCr15钢制轴承锻热淬火

形变温度930～970℃，形变量30%，油冷，150～180℃回火。和常规热处理相比，提高强度近20%，接触疲劳寿命提高23%。

（9）40Cr钢制柴油机连杆锻热淬火

1150～1180℃始锻，胎膜锻造，形变时间13～17s，形变量约40%，紧接着在2150N曲柄压力机上切边、较直后立即淬火（工件此时的温度为900～950℃），最后进行650℃回火。

（10）45Mn2钢制钢球锻热预冷淬火

使用45Mn2钢制直径70～100mm钢球，始锻温度约1200℃，终锻温度控制在1000～1050℃，根据钢球规格选择不同的预冷时间后水淬，150～180℃回火钢球表面硬度均≥57HRC，≥50HRC的硬化层深度均＞20mm，满足了大规格钢球的使用要求。

（11）65 Mn钢犁铧辊锻余热淬火

1100～1200℃中频感应加热，从辊锻变形开始至淬火前约20s，犁铧不同部位的变形量为56%～83%，形变后淬热密度为1.30～1.35g/cm3的CaCl2水溶液中，淬火后进行460～480℃×3h回火，硬度40～45HRC。

与犁铧的常规热处理工艺相比，加热次数由4～5次减少为两次，生产效率提高约4倍，产品质量全部达到一等品要求，经济效益十分显著。

（12）汽车转向节锻热淬火

直径60mm的40Cr钢制汽车转向节，1150～1200℃加热后始锻，终锻温度900～850℃，油冷，600℃×2h回火。利用锻造余热淬火，不仅节约能源降低成本，而且显著改善组织结构，提高材料力性能，尤其是冲击韧度的提高对汽车安全性意义更为重大。

（13）Cr12MoV钢制精密塑料热压模锻热调质

模具的外形尺寸为70mm×20mm×10mm，在20mm宽度平面上分布有直径 1.5mm、2.5mm、3mm小孔各20个，要求热处理后的孔距公差为±0.006mm，平面度＜0.01mm硬度56～60HRC。

由于Cr12MoV钢的共晶碳化物偏析严重，经开坯轧制后有一定程度的破碎，但沿轧制方向仍呈带状分布，心部呈网状、块状和堆集分布，成为应力集中和裂纹源，并导致材料各向异性，同时也增加热处理畸变，采用锻热形变较好地解决了上述问题。具体工艺如下：始锻温度1050～1160℃，终锻850～950℃，趁热油冷，780℃×3h×2次回火。最终热处理工艺：600℃+850℃两次预热，1100～1160℃盐浴加热，800℃、450℃两次分级，280℃等温淬火，490～500℃×2h×2次回火。

最终热处理后的金相组织：马氏体+下贝氏体+弥散碳化粉+少量的残留奥氏体。其体积比容与锻热调质的索氏体接近，达到微变形，热处理后不用校直，畸变全部达到技术要求，硬度58～60HRC，合格率达99.99%。按上述工艺热处理的模具有高的耐热性、热硬性和耐磨性，使用寿命高。

用锻造余热淬火+高温回火的例子还有很多，如六角拉轮模、拉深模、冷冲模等，不一一列举。

（14）五金工具锻热淬火

五金工具中的扳手、起子、钳子、剪刀等手工工具是最早施行锻造余热淬火的，这也许是最早的形变热处理原形吧，将工具要淬火的部位放在焦炭炉加热，观其火色，即行锻造，有的需几火才能打到既定尺寸，最后一火锻造成形后不要空冷，根据材料，选择合适的冷却剂，然后放在炉边回火或采用自身余热回火，很少采用专用的回火炉。

（15）木工工具锻造淬火

木工工具中的刨刀、斧头、凿子自由锻造后，一般均用余热淬火，节电省时，生产效率高。

（16）农机具锻造余热淬火

现在到农村一些集镇，仍然可以看到用焦炭炉加热，利用锻造余热淬火的农机具有镰刀、铁锹、铲子、耙田靶子、破碎机锤头等及其厨房用的勺子、锅铲、菜刀等。