35CrMo钢大型托轮轴的调质处理

托轮轴是干法回转水泥窑承托部分的重要部件之一，其材质为35CcrMo，因受到淬火油量不足所限，我厂不能对其进行油淬火。为满足生产需要，我们采用“水→空气→水”的冷却工艺和控制“终冷温度”的方法，解决了大型合金钢制托轮轴的调质，其力学性能优于采用油淬调质后的力学性能。

1.托轮轴的结构、材质及性能要求

托轮轴的结构见图1。

其材质为35CcrMo，进厂锻件经光谱分析，其化学成分如表1所示。

粗加工后进行调质处理，调质后其力学性能见表2。

2.调质处理工艺

(1)粗加工的要求为保证调质后的加工，粗加工时各加工部位均臂余量8～9 mm，表面粗糙度R_a=6.3μm以上，以便于探伤；在另一端留250mm轴头作为力学性能留量。

(2)调质处理工艺曲线如图2所示。

(3)上艺分析与传统35CrMo大轴调质工艺惟一不同的是采用水淬火冷却。众所周知，淬火冷却会同时产生组织应力和热应力。采用油淬火，由于其冷却速度比水淬火要小得多，产生的热应力也小得多，因此，托轮轴在油淬火时不易开裂；反之，由于采用水淬火，其产生的热应力很大，极易造成托轮轴开裂。因此，既要采用水淬火，又要减少热应力，防止托轮轴开裂，这便是工艺制定的关键，具体表现在冷却参数的确定上。为减少热应力，我们的做法是：采用“水→空气→水”间隙冷却；终冷时工件的温度在500～550℃，这样工件可以利用本身余热进行自回火，以减少应力。

3.工艺效果

我们对外委的一件油淬火的托轮轴，与采用“水→空气→水”冷却工艺的托轮轴进行了实物取样，并做力学性能试验。试验结果见表3。

从表3中可以看出：采用水淬火凋质的托轮轴符合图样性能要求，并优于油淬调质处理。

4.结语

(1)用“水→空气→水”冷却工艺的方法可有效地减少淬火应力。

(2)控制终冷温度是防止托轮轴开裂的关键。

(3) 淬火的力学性能优于油淬火。