我公司是鍛件的生產(chǎn)廠家，每年生產(chǎn)很多水輪機(jī)主軸鍛件，其中生產(chǎn)的主軸鍛件多為整鍛主軸。隨著機(jī)組升級(jí)改造，現(xiàn)階段生產(chǎn)的整鍛主軸鍛件碳當(dāng)量≤0．52％，有效截面尺寸大、強(qiáng)度要求較高，通常的正回火難以滿(mǎn)足性能要求。通過(guò)調(diào)整工藝、改變淬火冷卻方式、降低回火溫度等工藝措施，滿(mǎn)足主軸鍛件機(jī)械性能。

1.技術(shù)要求

   主軸鍛件熱處理難點(diǎn)：碳當(dāng)量低、強(qiáng)度要求高，兩端大法蘭處截面尺寸大，縱向試料位置冷卻效果不好，強(qiáng)度無(wú)法滿(mǎn)足技術(shù)要求。用正回火工藝，材料切向性能與技術(shù)要求比較接近，而軸端縱向性能與技術(shù)要求差距較大。采用正回火工藝，該主軸性能無(wú)法滿(mǎn)足技術(shù)要求。

2.工藝方案制定

  主軸鍛件我公司共生產(chǎn)5件，其中一支主軸鍛件實(shí)測(cè)化學(xué)成分，由于碳當(dāng)量較低，軸端截面尺寸大，為了提高軸端的冷卻速度而又避免產(chǎn)生過(guò)大應(yīng)力，擬定采取水淬+油冷的淬火冷卻方式，通過(guò)采用水淬+油冷，切向性能滿(mǎn)足技術(shù)要求。但法蘭端部截面大，淬火冷卻介質(zhì)影響冷卻效果，且縱向B、c取樣部位冷卻不充分、冷卻速度偏低，水冷20 min只能淬透表層，致使抗拉強(qiáng)度普遍偏低。采用調(diào)質(zhì)工藝與正回火工藝相比，切向、縱向性能都有不同程度的改善。

   考慮主軸鍛件的碳當(dāng)量≤0．52％，同時(shí)實(shí)測(cè)碳含量為0．3％，水冷淬裂的風(fēng)險(xiǎn)小，擬定采用水冷的冷卻方式同時(shí)降低回火溫度，以期提高軸端縱向強(qiáng)度。對(duì)熱處理工藝做了以下調(diào)整，具體熱處理工藝。兩端法蘭縱向B、C的強(qiáng)度有較大提高，且性能均滿(mǎn)足技術(shù)要求。水淬油冷工藝與正回火工藝相比雖然性能有不同程度提高，但水冷時(shí)間不夠、只能淬透表層，兩端法蘭縱向B、C取樣部位水冷時(shí)間短、冷卻不充分，受淬火冷卻介質(zhì)影響，冷卻速度偏低。經(jīng)過(guò)水冷同時(shí)降低回火溫度等工藝措施，提高了縱向B、c取樣部位的冷卻速度，使強(qiáng)度有較大提高。

    經(jīng)過(guò)對(duì)調(diào)質(zhì)熱處理工藝的優(yōu)化，最終使主軸鍛件性能指標(biāo)全部合格，按照調(diào)整后的熱處理工藝，我公司后續(xù)又生產(chǎn)了4件，熱處理一次合格，驗(yàn)證了工藝對(duì)此類(lèi)主軸鍛件的適用性。對(duì)于碳當(dāng)量低、強(qiáng)度要求高的大截面整鍛主軸，在正回火難以達(dá)到技術(shù)要求的情況下，可通過(guò)調(diào)質(zhì)熱處理提高冷卻速度、降低回火溫度等工藝措施提高強(qiáng)度指標(biāo)。