[摘 要]42CrMo材质的活塞杆、介杆采用传统的油淬工艺，对于一些直径较粗的工件，表面硬度虽合格，但抗拉强度不能满足设计要求，因此对工艺改进，采用水淬油冷的的工艺，硬度和机械性能均达到技术要求。
　　[关键词]42CrMo；淬透性；机械性能
　　中图分类号：TGl56.6 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2013）23-0032-01
　　1 引言
　　介杆、活塞杆是隔膜泵产品上重要的传动部件，即要求有一定的强度，同时也要求有一定的韧性。近年来我公司随着隔膜泵产品市场占有率的增加，介杆、活塞杆的数量也相应增多。在实际生产中，受诸多原因的影响，经常出现介杆、活塞杆成批量热处理后性能指标不合格的现象。
　　2 单液淬火工艺
　　我公司采用42CrMo锻材生产直径为220mm以下活塞杆、介杆。硬度要求为269-302HB，机械性能要求符合JB-T6396—2006 大型合金结构钢锻件技术标准，最初采用单液淬火方式，工艺曲线如图1
　　在检验中发现42CrMo钢油淬后，其硬度均在合格范围之内（硬度均在下限），但抗拉强度经常达不到标准要求的性能。
　　3 单液淬火方式机械性能不合格原因分析
　　淬透性是钢的热处理工艺性能，在生产中有重要的实际意义。工件在整体淬火条件下，从表面至中心是否淬透，对其机械性能有重要影响。生产上常用临界淬火直径来衡量钢的淬透性，通常用心部获得50%马氏体或下贝氏体的临界直径来评定。对于42CrMo属于中等淬透性钢，化学成分见表1
　　采用传统的油淬方式，对于小规格工件，临界淬透直径也只有 35mm左右。另外车间的淬火油由于长时间使用，杂质多、黏度大，冷却能力就更小了。我公司依据JB-T6396—2006大型合金结构钢锻件技术标准的取样规定：实心轴类锻件在距离表面1/3R处取样，所以根据我公司的工件直径（见表2）可以判断淬透层不超过20mm然而减掉每面5mm的加工余量。
　　4 淬火方式改进方案
　　1、为了增加淬硬层深度，我们将原来单液淬火方式改为双液淬火，淬火时升温速度≤80℃/h，油冷到150℃左右；回火时升温速度≤60℃/h
　　2、淬火温度提高10℃从而弥补出炉到下水阶段的热量损失。水淬油冷淬火方式比纯油冷淬火方式硬度略高，故改进的工艺采用了比传统稍高的回火温度。
　　3、根据资料水冷时间τ=αн，其中α为水淬油冷系数，Н为有效厚度，α=0.8-1s/mm。
　　4、淬火时水温不能超过45℃，淬火后应及时回火
　　5、如果工件直径大于180mm应在淬火加热阶段加预热，并在水冷中间加空冷，旨在减小工件内外温度梯度。
　　5 试验结果
　　采用改进后的工艺生产了10种不同直径的产品。每种规格都取5件，机械性能取其平均值，如表2所示：
　　不同规格的产品在采用改进热处理工艺后，其硬度和机械性能均达到技术要求；对其直径为190mm的工件切片金相分析，组织为回火索氏体，淬硬层超过了45mm。说明采用改进的热处理方法有效的抑制了铁素体的析出，提高了淬硬深度，满足了我公司的技术要求。
　　4 结论
　　采用改进后的热处理工艺可以有效的提高淬硬深度，达到了技术标准要求。
　　操作时严格按照工艺控制下水时间，根据试验和一年多的实际生产经验可以总结为有效直径（d）在60mm≤d≤120mm时淬火水冷1.5分；在120mm170时根据有效直径确定水冷时间和緩冷次数及时间。
　　热处理前工件圆角过渡R20以上且端面倒角。
　　参考文献
　　[1] 崔忠圻.金属学与热处理.北京：机械工业出版社，2000
　　[2] 国家机械工业委员会统编.高级热处理工工艺学.北京：机械工业出版社，1988
　　[3] 刘国平，王国栋等. 42CrMo4风电主轴热处理工艺改进.大型铸锻件.2008，（7）：31-32