2013年东大学生参观热处理讲稿-修订稿.doc

提要1、 公司简介2、 三条热处理生产线概况3、 齿轮材料介绍4、 工艺5、 交流一、公司简介南京高精齿轮股份有限公司是国家机械工业的大型骨干企业公司专业生产各类高速、重载、精密、硬齿面齿轮及鼓形齿联轴器，产品广泛用于风电、船用、冶金、矿山、建材、轻工、石化、港口机械及航空航天、船舶等军工领域。公司技术先进，设备精良，测试手段齐全，质保体系完善，产品多次荣获国家及部级奖励，被列为全国机械工业500家最大型企业之一，江苏省高新技术企业，全国CAD应用工程示范企业，国家863/CIMS应用工程示范企业。公司热处理分厂技术人员包括高级工程师1人、高级技师1人，工程师3人，技师3人。有3条热处理生产线，包括17台井式气体渗碳炉，2111多用炉生产线1条，4台调电质阻炉，4台低温烘箱。1、南高齿深层渗碳淬火生产线概况l 1995年投入使用l 深层渗碳淬火生产线主要设备包括： VBEK400/200大型井式气体渗碳炉 （制造商：AICHELIN公司） VBEs 280/250大型井式气体渗碳炉2台（制造商：AICHELIN公司） MRE10-280/200大型井式气体渗碳炉（制造商：AICHELIN公司） RJJ160/550大型井式气体渗碳炉（制造商：AICHELIN公司）l 深层渗碳淬火设备均采用德国DEMIG4008碳势控制专家系统进行过程控制，控制系统先进，稳定性好，控温精度为1，碳势控制精度为0.02%Cp炉温均匀性为5，碳势均匀性为0.05%Cpl 近年来深层渗碳淬火技术在以下几个方面取得了突破性进展： 在17CrNiMo6、20CrMnMo材料的大模数齿轮的渗碳过程全面运用了预渗、缓冲渗碳、循环加热渗碳等新工艺，热处理质量达到ISO6336标准的ME级 焊接齿轮渗碳淬火焊缝保护技术完成3次升级，最大可加工零件直径达4000mm； VBEK400/200大型井式气体渗碳炉最大渗碳装炉量突破120T；最长渗碳保温时间达到240小时，层深达8mm，一次合格2、高精公司精密热处理生产线概况TLON RQD-2/4米井式渗碳炉生产线（含2台RQD-2/4-TL井式渗碳炉，1台RQD-160/550-TL井式渗碳炉，1个25.5米油槽）2008年投入使用可同时处理4根大型齿轴，装炉量达到60吨，是同类炉型效率的4倍采用直插式马弗、网格板绝热包和开槽式导风板，有利于减小耐热钢变形，延长寿命油槽系统采用风冷换热器替代水冷结构，缓冷坑和油槽升降结构采用液压方式AICHELIN VKEs5/2箱式多用炉2111生产线（含2台主渗碳炉，1台清洗机，1台高温回火炉，1台低温回火炉）采用氧探头和红外仪双相控制层深均匀性控制在0.1mm以内零件外观光洁度高，氧化脱碳程度小最大装炉量可达1800kg，年产量超过500吨热处理质量均达到AGMA标准中的3级船用齿轮等复杂件热处理变形满足技术要求HJ3615A-2.5/3.0米齿轮抛丸强化机能够处理2.53.5米，15000kg的大型齿轮及齿轴件采用5台喷丸器（其中顶部一台固定喷丸器，一台升降喷丸器，侧面三台喷丸器）强化弧高值A试片可达到0.4以上，覆盖率达到200以上3、中小件生产线概况1985年投入使用主要设备： RJJ120/220 井式气体渗碳炉 1台（制造商：TLON公司） GSRU150/400 井式气体渗碳炉 1台（制造商：TLON公司） RJQ150/400 井式气体渗碳炉 1台（制造商：TLON公司） RJF972/140 井式气体渗碳炉 4台 RJJ105 井式气体渗碳炉 1台主要职能 材料为20CrNi2Mo、20CrMnMo、17CrNiMo6，模数14，层深3.0mm的齿轮件渗碳淬火，热处理质量达到JB/T 6141标准1-3级； 材料为ZG25、ZG35、ZG45、25#、35#、45#的轴承衬套正火及回火处理； 材料为40CrNiMo、42CrMo、35CrMo、40Cr、34CrNiMo6、37SiMn2MoV的输出轴及中硬齿面零件的调质和去应力处理。三、齿轮箱选材选材原则：箱体主要低碳钢、中硬齿面、输出轴和调质氮化件主要选中碳合金、硬齿面齿轮（渗碳淬火件）主要选择低碳合钢材料牌号特性用途Q235-A有一定的伸长率和强度，韧性及铸造性均良好，且易于冲压和焊接。广泛用于一般机械零件的制造，如套圈、支架、机架、焊接件等。ZG270-500（0.4%）有较高的强度和较好的塑性，铸造性能良好，焊接性能尚好，可切削性佳，用途广泛。用做轧钢机机架、轴承座、箱体、缸体等。40Cr42CrMo具有高的强度和淬透性。用于制造强度较高和调质断面较大的锻件，如机车牵引大齿轮、表面淬火和中硬齿面齿轮、齿圈100 mm截面以下、轴及8.8级直径至100mm螺栓、螺母以及氮化齿轮等。40CrNiMo具有很高的强度、韧性和淬透性。主要用于高负荷的轴类、汽轮机轴、叶片等34CrNi3Mo优质的铬镍钼调质钢，有很高的强度韧性和淬透性主要用于重型机械中承受高负荷及大尺寸的部件，如高负荷的传动件、曲轴、齿轮 以及中硬齿面齿轮用齿圈500-900mm截面等25Cr2MoV表面耐磨、心部强度较高的氮化齿轮用于重载荷下工作的齿轮。38CrMoAl20CrMnTi渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面和坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，切削加工性能良好。用做一般的齿轮、齿轮轴等20CrMnMo高级渗碳钢用于要求高的表面硬度与耐磨性的重要渗碳零件。模数在12以下的齿轮、齿圈及渗碳淬火用蜗杆。20CrNi2Mo高级渗碳钢重载齿轮用1000mm截面，一般模数在12以上的齿轮须用。17Cr2Ni2Mo优质渗碳钢，具有高的强度和韧性。用于制作齿轮、锥齿轮等传动件，减速器零件等20Cr2Ni4优质的铬镍渗碳钢，具有很高的强度和韧性，渗碳后的硬度及耐磨性很高。但冷热加工性能和成本较高。主要用于承受高负荷的渗碳部件，如传动齿轮、轴等四、 工艺热处理过程三阶段：加热、保温和冷却参数：温度、时间、介质气氛（技术的发展的产物）1、渗碳淬火930温 AC1+30-50度 出 强渗 扩散 炉 4h 淬660 油 1.25 6h 出 210CP 0.75 16h 0.85 炉 2h 9h 24h 空 冷 O 时间介质：甲醇、异丙醇、氮气淬火温度、时间、淬火介质低回参数组织：表面：回火M+K+AR；心部：板条状M+少量游离F表面硬度：HRC56-62、HRC58-62、HRC52-56心部硬度：HRC25以上2、调质 过程：淬火+高回温 度 AC3+30-50 5h 油 冷500以上-650 6h 空 冷 O 时间组织：回火索氏体硬度：HB190-360五、交流内容1、基础知识1）Fe-C合金相图(非常重要)2）过冷奥氏体不同温度的转变：从高温到低温（珠光体、贝氏体、马氏体）3）淬火后不同回火温度转变（低温回火，回火马氏体、低碳马氏体；中温回火（弹簧钢，65Mn）、回火屈氏体；高温回火：调质回火索氏体）4）化学热处理（渗碳、淬火、氮化）2、专业常识a) 40Cr调质高回过程结束后为什么要油冷或水冷，而不是空冷或炉冷b) 氮化件为什么要进行调质预处理，氮化温度为什么要低于调质高回温度c) 渗碳淬火件常见质量问题及解决方法3、热处理实践中的创新思维 包括：联想思维、头脑风暴、实验思维、逆向思维、极限思维、简单思维、正面思维、发散思维、系统思维和团队合作。举例(1)联想思维n 大胆借鉴、它山之石可以攻玉 n 案例：脉冲渗碳与缓冲渗碳 脉冲工艺渗碳工艺曲线1）由来在2001年，当时的分厂领导汪派我去无锡参加热处理会（纯粹是听讲座，没有调研任务，更没有以热处理工艺攻关为目的），我随机性地听到了由德国易普森公司总工主讲的多用炉脉冲渗碳工艺（适用于层深小于1.0mm的浅层渗碳，脉冲周期为几分钟）。2002年，我公司的MFY项目处在从起步到扩张的过渡阶段，MFY项目包含了一定数量的20CrMnMo大模数齿圈，可以说，此前，我们从来没有接触深层渗碳（层深要求3.0mm）工艺，按常规思路（强渗+扩散）设计炉前工艺，渗碳层中的碳化物往往呈网块状分布。返工率几乎达到100%。屡受挫折后 ，我查阅了自己的保存的技术资料，找到了如前所述的了脉冲渗碳工艺，受到了启发，探索并应用缓冲渗碳工艺，解决了不良碳化物问题，缓冲渗碳已经成功应用了10年。目前，缓冲渗碳是我公司的主导热处理工艺，适用于20CrMnMo和18CrNiMo7-6等复杂材料。在2002年，我也以此为题材，发表了自己的处女作。尽管脉冲渗碳着眼于保证浅层渗碳的碳势均匀性。而我们的缓冲渗碳着眼于解决深层渗碳的碳化物问题，二者目的不同，但方法相似。现在回想，如果2001年我们公司没有派员参加那次无锡热处理会。我们很可能在深层渗碳的质量控制上，继续走弯路，时间的长短无法预测。 3）启示借鉴同行的经验为我所用，类似的它山之石、拿来主义的例子在我们的技术实践中举不胜举，我们应通过网络搜索或订阅专业期刊，把握行业动态、收集实用信息、拓宽思路视野。（2）正面思维正面思维就是每天想办法把坏事变成好事，而不是去抱怨。因为，指出对错，几乎每个人都能做到这一点，但能够让事情变得更好就不那么容易了。1）举例 我对来参观的同学们说过：几乎每年都要面对非常棘手的技术问题，这句话不幸在又在2012年初应验，我遭遇了15年从业以来最严峻的挑战。10多件的大件齿轮经过热处理后，经探伤（就是检查材料内部缺陷的常见手段）发现白点，重复报废，造成了上百万的经济损失。由于是集中在3月份一个月爆发，作为热处理分厂的负责人，我遭遇了高层领导空前的信任危机，公司的主流意见判断是热处理问题，虽然也有人提出时原材料问题，但声音极其微弱。按公司评审意见整改热处理过程，在渗碳过程消除了缺陷， 在淬火过程仍然出现缺陷，可以说，整改热处理过程并没有解决问题 如果钢中杂质(如O、S、P、H)含量过高，势必在热处理应力作用下形成缺陷，像一个心脏病患者，他去游泳馆游泳，心脏病发作，他突然死了，死者的家属控告游泳馆水温偏低，我在整个质量事件里的角色就是游泳馆管理员。 我当时的感觉可谓是“鸭梨山大”，如果不能解决，可能失去用户和市场。那一段日子，每天下班回家后，我都努力让自己静下心来，在网上，像大海捞针一样查找资料，有一篇文章引起了我的注意，文章的作者提出了对锻件（齿轮的原材料）一个创新工艺，即将锻后去氢退火（去氢概念，顾名思义，降低含量），时间由130小时缩短到70小时。以达到降低成本的目的。看到这篇文章，我突然萌发一个想法：我公司的重大事故可能与锻件供应商普遍压缩时间、导致齿轮件H含量不能有效降低有关。补救的方法应该是补充回火时间，于是，我将自己的想法向公司领导汇报。与10年一项技术难题一样，领导起初不能接受我的建议，但有没有其他的办法，只好实施我的方案，经过增加70多小时的去氢退火后，全部齿轮内部缺陷完全消除，整个项目得以挽救，我如释重负，摆脱了从业生涯最严重的一次危机。我无意贬低同行，抬高自己，但通过这个质量事故，可以看出以下问题：a)这位作者同行进行了试验，在热处理前探伤确实没有发现问题，我公司此前没有热处理后探伤的的习惯（本批零件探伤是用户明确要求），而此时的氢含量应该是临界值，因此在锻造后、淬火前，没有出现白点，但在淬火后出现白点，我后来与国外同行交流，他们也有过这样的问题。b)国外内冶炼锻造厂家态度完全不一样，在日本，质量问题发生后，原材料厂家会严格按要求控制氢含量，但国内原材料厂家却拒绝接受任何改进，甚至到现在为止，我得到的原材料厂家的答复是，可以增加去氢时间，但必须提高采购价格。2）启示1）马云：你把地主杀了，你也不会致富（仇富不会把你的处境变好）2）北大售票帝：语气牢骚抱怨，不如积极改变（积极的心态可以把事情变好）4、扬长避短，做最好的自己我在读书期间是中等生，也许下面的或话对大多数同学更有实际意义。如果我选择读在校研究生，直至博士，我预计自己的考研成绩应该300-350分，330左右录取，即使我能被录取，也就是刚上线的水平。与大多数被录取的研究生同学相比，我在学术方面的潜力可能就逊色多了。换句话说，我选择做研究，学术领域可能多了一个蹩脚的学者，技术领域则少了一个能解决实际问题的工程师。反之，优秀的学者也不一定是的优秀工程师（侧重点和主体均不同。高校的侧重点是科学研究，主体是知识分子；工厂侧重点是生产应用，主体是工人）。选择没有绝对的对与错，只有合适与不合适。不管我们在高校还是在企业工作，都可以混口饭吃，只是发展的程度有所差异。上帝给了我们一只左脚和一只右脚，而不是错一只错误的脚和一只正确的脚。 只要努力做自己擅长的事情，哪怕是学习成绩一般，也会有立足之地。我作为东大一名学习成绩一般的毕业生，通过自己的奋斗，在30岁左右买了房子，在40岁左右摆脱了个人财务的紧张状况。 通过和大家