柴油机高强度螺栓采用中频淬火机进行热处理的具体工艺

大功率船用MAN32/40柴油机的贯穿螺栓、横向拉紧螺栓、缸盖螺栓等均为高强度螺栓，制作材料均为30Cr2MoV，其主要化学成分（质量分数）为：0.26%-0.34%C，0.17%-0.37%Si，0.40%-0.70%Mn，≤0.035%P，≤0.003%S，2.3%-2.7%Cr，0.15%-0.25%Mo，0.10%-0.20%V，≤0.20%Cu。要求热处理后的硬度为340-370HBW。为满足工作需要，采用中频淬火机进行热处理，效果良好。

原生产工艺为860℃油淬 560℃油冷，经此工艺处理后的硬度是370HBW，强度1270MPa，处于要求的上限。由于以上几种螺栓的螺纹为M48×3，且要求滚压一次成形，中频淬火机的用途，因其基体强度高，相应的硬度也高，因此在机械加工滚压螺纹时，必须施加较大的压力，导致滚丝轮磨损严重，生产成本增加。为此，通过调整回火温度，以降低基体硬度，保证抗拉强度在下限的工艺试验，以满足后续加工的要求。

淬火设备为中频淬火机，淬火温度为860℃，油淬；回火温度分别为585℃、590℃和595℃，油冷。

通过实验可以看出，经860℃淬火 595℃回火后，其硬度为345HBW，处于性能要求的下限，同时，其强度也能满足要求。

经860℃淬火＋590℃回火后的金相***为回火索氏体***，由于回火索氏体***具有良好的综合力学性能，在这种状态下，工件有较高的强度和韧性，完全可以满足工件的性能要求。

超音频淬火设备和高频淬火设备应用在齿轮表面淬火的硬化层分布形式

硬化层分布形式一种：齿根不淬硬，采用回转加热的方法，这种淬火方法所达到的效果就是齿面耐磨性提高，弯曲疲劳强度受一定影响，许用弯曲应力低于该钢材调质后的水平；这种淬火方法一般应用在处理齿轮宽度10-100mm，模数小于5mm，齿轮的直径是由设备的功率决定。

第二种、齿根都淬硬需要混转加热淬火法，齿面耐磨性及齿根弯曲疲劳强度都得到提高；许用弯曲应力比调质状态提高30%-50%，可部分代替渗碳齿轮；一般对齿宽10-100mm。模数小于等于5mm，火焰淬火的话直径可达到450mm，一般模数小于等于6mm，个别情况需要小于等于10mm。

第三种、齿面淬硬，齿根不淬硬，采用单齿连续加热淬火的方法，淬火效果为齿面耐磨性提高，弯曲疲劳强度手一定影响，一般硬化层结束离齿根2-3mm处；许用弯曲应力低于该钢材调质后的水平，这种单齿淬火的方法，齿轮直径是不受限制的，单齿淬火模数要大于等于10mm。

第四种、齿面齿根都要淬硬，沿齿沟连续加热淬火，齿面耐磨性及齿根弯曲疲劳强度均提高；许用弯曲应力比调质状提高30%-5.%，可部分代替渗碳齿轮的。这种淬硬分布形式不受齿轮直径的限制，但是模数一定到大于等于10mm。齿轮采用超音频，高频淬火设备的方式淬火感应器结构也非常严谨，要保证感应器充分冷却的条件下，使感应器提高加热效率。

齿轮采用高频淬火机进行预处理工艺产生的影响

一般来说，对于带花键孔的齿轮采用高频淬火机渗碳淬火后内孔是收缩的。据文献介绍，840℃淬火虽然花键内孔趋于收缩，但变形的分散度明显减小，而860℃淬火时内孔变形大，稳定分散度也大，因此还是采用840℃淬火为好，淬火过程对变形的影响更为显著。...

工艺的影响：

a.齿坯正火对渗碳齿轮变形的影响

齿坯正火是渗碳齿轮的一个预处理工序，但却是一个不可省略或忽视的关键工序。经多镝的生产实践证明：齿坯正火质量的好坏，不但影响齿轮冷加工性能，而且对齿轮采用高频淬火机终热处理的变形程度起着重要的作用。

正火温度采用960℃，比渗碳温高30℃，使齿还在渗碳前就消除锻造热应力及***缺陷，获得***一致且均匀的齿坯。低于渗碳温度的正火往往不能消除锻造后的应力及***缺陷。高于960℃的正火又容易出现魏氏体***并使铁素体呈网状分布，造成***不均匀，并且硬度值也高，变形量增大。采用960℃加热、保温2.5h 出炉后空冷的正火工艺，基本上消除了锻造后的内应力和***缺陷，以等轴状的珠光体和铁素体分布，金相***为1、2级，硬度在165～190HB之间，切削性能良好，终热处理后变形减少，变形规律也基本一致。所以正确选择正火工艺并严格执行对于减小变形是十分重要的。

b.渗碳淬火温度对变形的影响

20CrNnTi钢渗碳后采用适宜的淬火温度对于减少热处理的变形或使变形变得规律化是有很大作用的。经过多次的试验，适宜的淬火温度是830～840℃。如果淬火温度偏高，则齿轮变形量增大，公法线长度胀大量也随着增大。

一般来说，对于带花键孔的齿轮采用高频淬火机渗碳淬火后内孔是收缩的。据文献介绍，840℃淬火虽然花键内孔趋于收缩，但变形的分散度明显减小，而860℃淬火时内孔变形大，稳定分散度也大，因此还是采用840℃淬火为好，淬火过程对变形的影响更为显著。

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