40Cr連桿網帶爐熱處理技術改進，并節能降耗

齊羿+王凱+王新江

【摘要】 本文從40Cr連桿材料特性和熱處理技術方向出發，對我公司40Cr連桿網帶爐熱處理調質技術進行改進，滿足產品內在質量符合技術要求同時，達到為企業節能降耗的目的。

【關鍵詞】 40Cr 熱處理 技術改進 節能降耗

一、前言：

連桿是汽車與船舶等發動機中的重要零件，它連接著活塞和曲軸，其作用是將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。連桿在工作中，除承受燃燒室燃氣產生的壓力外，還要承受縱向和橫向的慣性力連桿的工作條件要求連桿具有較高的強度和抗疲勞性能，又要求具有足夠的鋼性和韌性。

40Cr鋼的調質處理 Cr能增加鋼的淬透性，提高鋼的強度和回火穩定性，具有優良的機械性能。截面尺寸大或重要的調質工件，應采用Cr鋼。但Cr鋼有第二類回火脆性。 40Cr工件淬火后應采用油冷，40Cr鋼的淬透性較好，在油中冷卻能淬硬，而且工件的變形、開裂傾向小。40Cr工件高溫回火后，在水中冷卻，目的是避免第二類回火脆性的影響?；鼗鹂炖浜蟮墓ぜ?，必要時再施以消除應力處理。

二、項目背景和目的

近期，我公司將40Cr連桿鑄鏈爐熱處理調質線改造為網帶爐熱處理調質線，由于原鑄鏈爐熱處理調質線生產能力和匹配性限制，造成40Cr連桿熱處理技術要求淬火爐擺料方式為單層兩排布料、淬火油池電機攪拌方式為單頻攪拌。

自40Cr連桿試制成功至批量生產，所制定和執行的熱處理技術均為滿足產品內在質量符合技術要求，經改造后的網帶爐熱處理調質線生產40Cr連桿的能力和匹配性突破原有局限，有較大提升空間，因此，我公司準備對40Cr連桿網帶爐熱處理技術進行優化，同時達到為企業節能降耗的目的。

三、項目方案

1）根據改造后網帶爐熱處理調質線生產能力及匹配性和現行熱處理工藝能力理論評測，淬火爐入爐擺料方式由單層兩排改為單層三排的方式可行，但同時需驗證是否會因為放件數量提升造成下料口堵料或者在爐內剮蹭網帶爐兩側而造成擠料，以及回火爐是否有因入爐量增大而造成工件堆疊現象；

2）淬火油池攪拌改造，由單頻攪拌改為變頻攪拌，以適應不同入爐量的淬火攪拌調整，確保滿足淬火冷卻符合工藝要求；

3）40Cr連桿產品淬火油溫工藝范圍調整：根據使用淬火液冷卻曲線測試儀器的定期測定發現，40Cr連桿在油溫50-75℃入淬時淬火油的冷卻曲線和特性值相較于75-90℃入淬時淬火油的冷卻曲線和特性值，表現更好；同時，考慮到油溫較高存在生產的安全隱患，因此，在50-75℃情況下進行10L發動機連桿生產試驗，連續跟蹤產品內在質量和理化檢驗，是否滿足生產需求和技術要求。

四、項目效果

1）網帶爐熱處理調質線淬火爐入爐量較原鑄鏈爐熱處理調質線生產模式下提升50%， 2016年1～9月份，我公司調質生產40Cr連桿鍛件約23萬件，按照原熱處理技術每天可生產2400件，技術改進后每天可提升3600件，則2016年1～9月份生產工時節省了230000/2400-230000/3600≈32天；

2）網帶爐熱處理調質線淬火爐功率246KW，回火爐功率280KW，7臺風機每臺功率1.5KW，按照原熱處理技術每天生產消耗電能（246+280）×80%×24h×0.795+7×1.5×24h×0.795≈8230元，且考慮到由于網帶爐生產40Cr連桿產能提升造成設備實際使用效率由原80%提升至85%，造成每天生產電能能耗增加（246+280）×（85%-80%）×24h×0.795≈501元，因此，技術改進后2016年1～9月份實際節約電能能耗費用為（8230-501）元/天×32天≈24.8萬元，則該部分全年預計可節約電能24.8萬元/9月×12月≈33萬元；

3）按照熱處理技術要求對產品的淬火硬度抽檢，淬火硬度合格率大于99.92%，可以滿足產品質量要求；大量性能和內在質量送檢，取樣位置包括三排各個位置進行多次逐一驗證，通過理化實驗室金相檢驗，均可符合產品質量要求；通過回火硬度普檢SPC數據統計，試驗階段回火硬度合格率大于92%，優于原雙排擺放/淬火油溫75-90℃的生產模式的回火硬度合格率（原生產回火硬度合格率約70%），則2016年1～9月份，減少調質工序返修連桿約23萬件×（92%-70%）≈5.1萬件，節省電能費用：5.1萬件÷2400件/天×8230元/天≈17.5萬元，則該部分全年預計可節約電能約17.5萬元/9月×12月≈24萬元。

因此，當40Cr連桿網帶爐熱處理技術改進項目完成后，可為企業每年節能降耗約57萬元。

參 考 文 獻

{1}熱處理手冊.第2卷，中國機械工程學會熱處理專業分會《熱處理手冊》編委會編.-3版.-北京：機械工業出版社.2001.5