1大型气压机曲轴在锻造中存在问题
1.1一般气压机厂对曲轴的检验项目
由于大型气体压缩机曲轴在工作中高速旋转，承受较大的弯曲应力及扭转应力，因此对曲轴内部质量要求较高，厂家主要有以下检验项目：力学性能（仅限于45钢）、低倍检验、高倍检验（非金属夹杂物、晶粒度等）、超声波探伤、磁粉探伤等。
1.2大型气压机曲轴常见质量问题及产生原因分析大型气体压缩机曲轴质量问题有：①金相检验时常常发现混晶现象，也就是晶粒粗细不均，还有晶粒粗大的现象。②超声波探伤缺陷超标。
在高温塑性变形时锻件再结晶后晶粒的大小决定于温度、变形程度和变形速度。在一定的锻造温度下，存在着一个临界变形范围。锻造时，若变形程度处于这个临界变形度范围，锻件再结晶后晶粒比较粗大，所以锻造时，尤其是*后一火时的变形程度应尽量避免在该范围内。从大型气体压缩机曲轴锻件生产过程看，出成品时烧回头火，这时锻造温度高，变形量小，是造成晶粒粗大的原因。另外，锻后热处理不当也是造成混晶、晶粒粗大的另一原因。
造成大型气压机曲轴超声波探伤超标不合格的主要原因有：①锻造用钢的纯净度不高，造成锻件内部存在大量夹杂缺陷，以及气体含量过高，锻后热处理不当造成白点缺陷。②锻造过程中，心部没有充分变形，原始铸态组织如疏松、空隙以及偏析没有得到改善。前者需用先进的冶金工艺来提高钢的纯净度，使P、S、H等有害元素尽可能地降低，而后者则需要从事锻造行业的工作者不断地探索新工艺方法来改善锻件变形过程的变形条件。近年来，在钢锭质量有所提高的前提下，在锻件生产中已经采用了先进的工艺方法和一些工艺措施来提高大型气压机曲轴锻件的内部质量。
2制定锻造工艺方案并在生产中实施
2.1制定锻造工艺方案
为了解决大型气压机曲轴锻件的内部质量的问题，对生产工艺进行了如下的改进：①提高镦粗后保温温度和保温时间，温度是塑性变形时内部缺陷焊合的必要条件之一，提高加热温度并在高温下较长时间保温，有利于金属元素的扩散、均匀。同时也为锻造时焊合大截面锻件心部的空隙缺陷创造了有利条件。因此在镦粗后用宽砧拔长前严格控制保温温度或将保温时间增加30%～40%，较高的温度、良好加热状态为镦粗和宽砧走扁拔长提供了必要条件。②在拔长过程中采用宽砧走扁方中心压实的工艺，实质上就是用上下宽平砧按照WHF法压下程序，根据具体的变形数据，在高温下对坯料进行拔长锻造。每次走扁方变形中的坯料在一个方向上变形十分充分，保证了内部疏松、孔隙充分焊合。③将进行宽砧走扁方中心压实后的坯料增加一次扩氢、正火处理，这样做的主要目的是将冷却下来的坯料进行超声波探伤以保证生产出合格的成品锻件。如果坯料超声波探伤合格，将坯料重新入炉加热，然后锻成曲轴锻件，否则，该坯料就改作它用。④在*后一火中严格控制烧回头火，以防混晶和晶粒粗大的现象出现。⑤制定合理的热处理工艺消除锻后产生的混晶和晶粒粗大缺陷，防止白点的产生。
2.2制定大型气压机曲轴锻后热处理工艺方案并实施
由于曲轴锻件形状复杂、生产过程复杂、变形不均、化学成分不均、锻件的晶粒粗大不均、锻件的组织与性能不均等，还由于曲轴锻件内部有氢的存在，容易使锻件内部产生白点和氢脆的问题，所有这些问题的存在，都要求曲轴在锻造成型后进行热处理。另外，对于不需要调质的碳钢曲轴，还要满足使用状态下的力学性能。因此，为保证曲轴锻件的质量，曲轴在锻造完成后必须进行热处理。
近些年来，从对工作中断裂的气体压缩机曲轴的失效分析中发现，曲轴的断裂多在曲拐处，从该处取样进行金相分析，断裂处混晶现象严重，并因粗晶而存在魏氏组织。众所周知，粗晶和魏氏组织对冲击性能影响很大，晶粒越粗，越容易产生魏氏组织，冲击性能也越低，曲轴就越容易断裂。
根据曲轴设计要求和失效形式，逐步完善了对曲轴锻件的技术要求，尤其对晶粒度和魏氏组织进行了严格的要求。其中在热处理后的主要检验要求有：①锻件内部不得有白点；②金相组织：魏氏组织应不低于1级（不含1级）；③晶粒度不得低于5.5级；④45碳钢曲轴正回火后的性能：Rm≥550～690MPa；Re≥275MPa；A≥14%；Z≥32%；Ak≥24J.
为了满足以上要求，制造出优质的曲轴锻件，对曲轴生产的各个环节进行了控制，并对生产的各个环节进行了现场作业指导。为了防止生产白点缺陷，在冶炼上采用了钢包抽真空精炼，锻后热处理采用扩氢退火；为了防止混晶和产生魏氏组织，在锻造上，对始锻温度、终锻温度、变形量、变形顺序等参数进行严格控制；在锻后热处理上，对热处理设备进行严格限制，必须用控温均匀的炉子对曲轴进行热处理，同时适当控制装炉量，根据锻造生产的实际情况，选择进行一次或两次正火+回火处理。
2.3试验结果分析
本研究关注的曲轴锻件材质多为35CrMo和45，个别的为34CrNi1Mo.对在5个月中生产的29件曲轴锻件进行跟踪（45碳钢曲轴7件，35CrMo钢曲轴21件，34CrNi1Mo钢曲轴1件），从总共生产的11热处理炉次、29件曲轴的理化检验结果来看，其中24件曲轴经过**次正火热处理后的晶粒度达到5.5～6级，满足了技术要求。5件不合格的曲轴中，45碳钢曲轴2件，35CrMo曲轴3件，这5件经**次热处理后晶粒度都粗于5级，有3件存在混晶，一次热处理后试验合格率为82.8%，但重处理后经复检合格率都达到了100%.
3结论
（1）利用一次正火或两次正火能够使曲轴的组织和晶粒度级别达到交货技术条件，有条件的话锻后直接进行两次正火处理。
（2）将进行宽砧走扁方中心压实后的坯料增加一次扩氢、正火处理的工艺能显著提高曲轴锻件的内部质量。
（3）选择控温均匀的炉子进行热处理可以有效保证曲轴的内部质量。
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