齐羿+王凯+王新江
【摘要】 本文从40Cr连杆材料特性和热处理技术方向出发，对我公司40Cr连杆网带炉热处理调质技术进行改进，满足产品内在质量符合技术要求同时，达到为企业节能降耗的目的。
【关键词】 40Cr 热处理 技术改进 节能降耗
一、前言：
连杆是汽车与船舶等发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向和横向的惯性力连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能，又要求具有足够的钢性和韧性。
40Cr钢的调质处理 Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。截面尺寸大或重要的调质工件，应采用Cr钢。但Cr钢有第二类回火脆性。 40Cr工件淬火后应采用油冷，40Cr钢的淬透性较好，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小。40Cr工件高温回火后，在水中冷却，目的是避免第二类回火脆性的影响。回火快冷后的工件，必要时再施以消除应力处理。
二、項目背景和目的
近期，我公司将40Cr连杆铸链炉热处理调质线改造为网带炉热处理调质线，由于原铸链炉热处理调质线生产能力和匹配性限制，造成40Cr连杆热处理技术要求淬火炉摆料方式为单层两排布料、淬火油池电机搅拌方式为单频搅拌。
自40Cr连杆试制成功至批量生产，所制定和执行的热处理技术均为满足产品内在质量符合技术要求，经改造后的网带炉热处理调质线生产40Cr连杆的能力和匹配性突破原有局限，有较大提升空间，因此，我公司准备对40Cr连杆网带炉热处理技术进行优化，同时达到为企业节能降耗的目的。
三、项目方案
1）根据改造后网带炉热处理调质线生产能力及匹配性和现行热处理工艺能力理论评测，淬火炉入炉摆料方式由单层两排改为单层三排的方式可行，但同时需验证是否会因为放件数量提升造成下料口堵料或者在炉内剐蹭网带炉两侧而造成挤料，以及回火炉是否有因入炉量增大而造成工件堆叠现象；
2）淬火油池搅拌改造，由单频搅拌改为变频搅拌，以适应不同入炉量的淬火搅拌调整，确保满足淬火冷却符合工艺要求；
3）40Cr连杆产品淬火油温工艺范围调整：根据使用淬火液冷却曲线测试仪器的定期测定发现，40Cr连杆在油温50-75℃入淬时淬火油的冷却曲线和特性值相较于75-90℃入淬时淬火油的冷却曲线和特性值，表现更好；同时，考虑到油温较高存在生产的安全隐患，因此，在50-75℃情况下进行10L发动机连杆生产试验，连续跟踪产品内在质量和理化检验，是否满足生产需求和技术要求。
四、项目效果
1）网带炉热处理调质线淬火炉入炉量较原铸链炉热处理调质线生产模式下提升50%， 2016年1～9月份，我公司调质生产40Cr连杆锻件约23万件，按照原热处理技术每天可生产2400件，技术改进后每天可提升3600件，则2016年1～9月份生产工时节省了230000/2400-230000/3600≈32天；
2）网带炉热处理调质线淬火炉功率246KW，回火炉功率280KW，7台风机每台功率1.5KW，按照原热处理技术每天生产消耗电能（246+280）×80%×24h×0.795+7×1.5×24h×0.795≈8230元，且考虑到由于网带炉生产40Cr连杆产能提升造成设备实际使用效率由原80%提升至85%，造成每天生产电能能耗增加（246+280）×（85%-80%）×24h×0.795≈501元，因此，技术改进后2016年1～9月份实际节约电能能耗费用为（8230-501）元/天×32天≈24.8万元，则该部分全年预计可节约电能24.8万元/9月×12月≈33万元；
3）按照热处理技术要求对产品的淬火硬度抽检，淬火硬度合格率大于99.92%，可以满足产品质量要求；大量性能和内在质量送检，取样位置包括三排各个位置进行多次逐一验证，通过理化实验室金相检验，均可符合产品质量要求；通过回火硬度普检SPC数据统计，试验阶段回火硬度合格率大于92%，优于原双排摆放/淬火油温75-90℃的生产模式的回火硬度合格率（原生产回火硬度合格率约70%），则2016年1～9月份，减少调质工序返修连杆约23万件×（92%-70%）≈5.1万件，节省电能费用：5.1万件÷2400件/天×8230元/天≈17.5万元，则该部分全年预计可节约电能约17.5万元/9月×12月≈24万元。
因此，当40Cr连杆网带炉热处理技术改进项目完成后，可为企业每年节能降耗约57万元。
参 考 文 献
{1}热处理手册.第2卷，中国机械工程学会热处理专业分会《热处理手册》编委会编.-3版.-北京：机械工业出版社.2001.5
