大直徑合金鋼零件調質，采用水空交替淬火替代油淬火，無環境污染，生產成本較低，零件金相組織和力學性能都優于油淬火。
1.零件介紹
我公司一種關鍵零件0A21074半軸，材料為42CrMo，技術要求：調質處理，硬度269～321HBW，零件示意如圖1所示。
該零件單件重量120kg，最大直徑145mm，年用量在3000根左右，原工藝方案如圖2所示，熱處理后硬度，277～285HBW，零件質量穩定可靠，無質量問題。
2.工藝改進原因
采用油淬火有以下缺點：淬火時有大量油煙，污染環境，也對操作工人健康有害；工件尺寸較大，淬火時出現大量明火，存在火災隱患，淬火油消耗量比較大，生產成本較高；淬火后必須清洗，增加生產成本和延長生產周期。
3.新工藝介紹
采用水空交替淬火，用清水替代價格昂貴的淬火油，尤其對大型零件，減少一次投入更有實際意義。對環境無污染，屬于綠色熱處理工藝，水空交替淬火后零件組織和力學性能都優于淬油后零件。工藝的難度在于水空交替淬火的時間控制。基于以上原因我們進行了幾次工藝試驗最終取得成功。具體工藝如圖3所示。現已批量生產300多根，質量穩定，工藝試驗成功。
4.結語
合金鋼采用水空交替淬火，空冷時間控制很重要。如果空冷時間太長，得不到淬火馬氏體，如果空冷時間太短，淬火太劇烈，臺階部位應力過大，容易產生淬火裂紋，如圖4所示。工藝試驗必須進行小批量多次試驗，質量穩定后方可進行批量生產。
圖 4
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