看高频淬火炉如何改进4Cr13钢饲料机环模的热处理工艺

环模是饲料机饲料加工的重要零件，4Cr13钢是国产高级环模优选用钢。生产中发现，不少环模工作小于100h出现开裂而报废，远低于环模正常服役寿命（大于600h)，严重影响农机生产和经济效益。

检验从锻坯来料和加热工艺开始，发现锻坯加热中因温度不均，使工件过热造成晶粒粗大，锻坯均质性差。这种缺陷在随后的热处理工艺中难以去除，成为造成环模开裂的原因之一。饲料机环模高为200mm，直径为,350-1000mm。锻件主要缺陷是拔长锻比不足，镦粗锻较大，因而锻环内的缺陷未充分锻合。

由于工件大，冷却速度缓慢，易使组织不均匀，使工件纵向力学性能差，环模大多数破坏是纵向开裂引起的；同时，对于大尺寸环模锻件，终锻时表面温度即使为750-850℃，心部温度仍高于1000℃，由于工件冷却速度很缓慢，易产生奥氏体再结晶，锻造中细化晶粒发生异常长大出现混晶现象，或形成沿晶界析出的网状碳化物缺陷均较大降低了4Cr13钢的断裂抗力。金相分析发现，环模锻件中出现链状夹杂物和带状偏析及未锻合疏松缺陷。这些缺陷、混晶及网状碳化物使工件断裂强度严重下降，成为4Cr13钢环模早期开裂失效的主要原因。

4Cr13钢环模原热处理工艺是860℃退火加上1030-1050℃淬火再加上250℃两次回火或一次回火。生产实践表明，上述工艺不能去除锻造缺陷，如带状偏析、链状夹杂物、网状碳化物、晶粒粗大混晶及未锻合疏松等。

生产试验中采用高频淬火炉对其重新退火加热工艺，使4Cr13钢环模合金元素重新溶入奥氏体进行高温扩散，然后快冷至650℃进行转变，可有效改善和去除上述锻件组织缺陷-止产中采用固溶处理加双细化工艺取代原退火工艺，消除了环模锻件缺陷，细化晶粒度达8级，取得了良好效果。原回火工艺为250℃x2h两次回火，或一次回火，保温时间为4-6h，发现回火不足，工件仍有残留应力造成环模开裂。改进回火工艺为：第一次回火为250℃x4h，第二次回火为200℃x6h或回火时间更长些。采用新回火工艺后，环模残留应力有效消除，工件使用寿命显著提高。

采用改进环模热处理工艺后，改善和去除了锻件组织缺陷，组织细化均匀，性能改善，未发现工件裂纹断裂现象，满足了技术要求，工件寿命明显提高，生产运行良好。