干货丨旋压后成形件的热处理

根据工件的技术要求，旋压后成形件的热处理有消除应力热处理和强化热处理两类。需要进行强化热处理的工件，大多也要先进行消除应力热处理。

1.消除应力热处理

一般钢件旋压后消除应力采用～℃的低温退火。

对于没有强度要求和还要进行强化热处理的工件，当工件刚度较好，不易变形时，可取其温度的上限，使旋压产生的残余应力消除得充分一些。但对于壁薄易变形的工件，消除应力退火的温度不宜过高。

对于旋压前热处理预强化+旋压形变强化的旋压件，一般采用较低温度的回火消除应力，以防止强度降低导致力学性能不合格。

对力学性能没有要求，还有加工余量的工件，消除应力退火可用普通的热处理炉。对力学性能要求较高，又没有加工余量的旋压件，用真空回火炉消除应力为好。

2.强化热处理

一般的结构钢旋压件的强化热处理是淬火加回火。马氏体时效钢的强化热处理是人工时效。

（1）应注意尽可能避开薄壁旋压筒形件的淬火变形问题筒形旋压件一般壁厚较薄，防止或减少淬火变形，是旋压件热处理中的技术难点。旋压件的直径越大，壁厚越薄，淬火变形的问题就越突出。所以，对于存在变形问题的直径较大的薄壁旋压件，如果采取坯料预强化加旋压形变强化的方法能够满足产品的力学性能要求，就应当优先考虑采用坯料预强化加旋压形变强化的制造工艺，尽可能避免薄壁件的淬火。

对于需要淬火强化，而淬火变形问题不太突出的小直径旋压件，和不能采用预强化加形变强化方法的旋压件，就选用适当的工艺和设备进行强化热处理。

（2）薄壁旋压件不同热处理工艺的变形量对比不同的工艺和设备，产生的淬火变形不一样。表3是对一种最小壁厚仅1mm的30CrMnSiA钢筒形件，分别采用四种不同的工艺和设备进行热处理变形量对比试验的情况。

表CrMnSiA钢薄壁筒形件不同热处理方式的变形量对比

热处理方式

试验数量（件）

各测点变形量算术平均值/mm

流动粒子炉加热，油淬，井式炉回火

4

0.10

气体保护炉加热油淬，井式炉回火

3

0.16

盐浴炉加热，硝盐槽贝氏体等温淬火

3

0.07

真空炉油淬，真空回火炉回火

7

0.09

从表1可见，在上述四种热处理方式中，盐浴炉贝氏体等温淬火的热处理变形量最小，真空炉油淬次之，流动粒子炉油淬第三，保护气氛炉油淬的变形量最大。

所以，对于直径较小，或淬火后基本上不再切削加工的30CrMnSiA钢薄壁旋压件，过去常采用盐浴贝氏体等温淬火，而现在宜采用清洁的真空热处理。

另外一种直径较大的旋压成形件真空热处理与普通井式炉热处理的变形量对比的情况是：真空热处理变形最大值为0.47mm；而普通井式炉热处理的变形量最大值在1.5～1.8mm。两者的差别很大。真空热处理明显优于普通井式炉热处理。

（3）30CrMnSiA钢旋压件贝氏体等温淬火的切削加工变形问题对于热处理后内外圆都要进行切削加工的直径较大的30CrMnSiA钢旋压件，不宜采用贝氏体等温淬火。因为贝氏体等温淬火的旋压件淬火变形虽小，但在后续的切削加工中，容易产生切削加工变形。旋压件的直径越大，其切削加工变形的问题就越突出。淬火变形小，并不能保证切削加工的变形小。淬火变形与切削加工变形是两回事。

（4）30CrMnSiA钢薄壁旋压筒形件复合热处理工艺为了解决30CrMnSiA钢旋压件的淬火变形和切削加工变形问题，我们又开发了一种30CrMnSiA钢的复合热处理方法。这就是旋压后，先对工件进行适当的消除应力退火，然后进行盐浴马氏体等温淬火，最后又进行回火。这种复合热处理方法可以经济地解决直径较大的薄壁筒形旋压件的淬火变形和切削加工变形问题。

（5）真空热处理在真空淬火中，高压气淬的变形量比真空油淬的小。对于淬透性较好的低合金超高强度钢旋压件，以高压气淬为好。

旋压件真空淬火的淬火变形量和后续切削加工的变形量都较小，是薄壁旋压件较好的热处理方法。

摘自《金属加工（热加工）》

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