■赵 鑫，李 建，朱 科，侯 军
摘要：针对电渣重熔精炼钢的材质、组织状态等基本参数的分析，对应用电渣重熔钢的齿轮件进行了工艺设计，着重考虑了锻造设备吨位、锻造比的选择、锻造温度的确定。选择相应的检测方法，对产品的各项重要性能和指标进行详细检测，最终实现了产品质量的合格与稳定。
关键词：电渣重熔钢；锻造比；锻造温度；晶粒度；无损检测
我公司是生产煤炭采掘机械的重点企业，其产品远销国内外，随着能源的持续发展，对我公司的技术革新提出新的需求，对我公司产品的质量提出更高要求，为适应生产需求，配合国家发展高端制造业的要求，我公司采用了国际先进的电渣重熔钢材料进行产品的升级，制造出了新一代拥有优良性能的采煤机产品。
表1 化学成分 （质量分数） （%）
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表2 主要化学成分的允许偏差（质量分数） （%）
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表3 力学性能
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通过对材料成分和性能的分析，设计出电渣重熔钢锻造工艺的技术要求内容，并通过相应的质量检测手段来把控产品的合格生产。
所供毛坯件材料为40CrNiMoA电渣重熔钢，其化学成分及力学性能必须满足下表要求：
（1）化学成分要求 应符合表1规定，主要化学成分的允许偏差符合表2规定（此表参照GB/T 222—2006）。
（2）力学性能 力学性能要求满足表3要求。
力学性能检测试样状态：850℃油冷淬火+600℃回火。热处理温度允许调整范围：淬火±10℃，低温回火±30℃，高温回火±50℃。
（1）产品的供货状态为锻件毛坯经过热处理（要求硬度≤269HBW）后再经过粗加工，各项指标检验合格。
（2）产品制造商需按本公司提供的零件图样正确设计锻造工艺，并经本公司人员对工艺卡几何尺寸和重量进行确认（见图1）。
（3）锻造时锻造温度范围应符合锻件工艺卡规定的温度，不得有过热、过烧现象发生；原材料在加热炉内应当有足够的保温时间，保证其心部与外表面温度一致（见图2、图3）。
（4）锻件在加工时需在有足够能力的设备上进行，保证材料心部有充分的变形量，几何尺寸应满足锻件工艺卡要求。
（5）终锻温度控制在锻件工艺卡规定（终锻温度+80℃）范围内，并保证有足够的变形量。
（6）锻造比必须大于2.5。
（7）锻件不应有过热、裂纹、缩孔、折叠、夹层、锻伤等缺陷。
（1）锻件经锻后沿金属流线方向的带状组织按GB/T13299－1991进行评定，带状组织不能高于2级，本公司根据具体情况进行实物抽检。
（2）锻件晶粒度按G B/T 6394－2002进行评定，晶粒度不能低于6级，本公司根据具体情况进行实物抽检。
（3）锻件进行无损检测：超声波和磁粉检测，执行重型机械通用技术条件第15部分：JB/T 5000.15－2007标准，超声波检测合格级别小于等于Ⅱ级，不允许有裂纹、白点、缩孔类型缺陷；磁粉检测合格级别小于等于2b级，不允许有裂纹类型缺陷。
（4）非金属夹杂物按GB/T10561—2005标准A法对原材料进行非金属夹杂物的检验和评级，合格级别应符合表4的规定。
（5）低倍组织检验时按GB/T226和GB/T1979标准执行，评级结果应符合表5规定，钢材的横截面酸浸低倍组织试片不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、白点、晶间裂纹。酸浸低倍组织合格级别应符合：不允许有一般点状偏析和边缘点状偏析。到货后需方抽检产品的低倍组织。
（6）无损检测。锻件粗加工后进行无损检测，超声波和磁粉检测执行重型机械通用技术条件第15部分：JB/T 5000.15—2007标准，超声波检测合格级别小于等于Ⅱ级，不允许有裂纹、白点、缩孔类型缺陷；磁粉检测合格级别≤2b级，不允许有裂纹类型缺陷（见图4）。
（1）产品制造商须向本公司提供每母炉号随带尺寸不小于φ30mm×300mm 的试件3件，试棒热处理状态与所提供锻件毛坯相同。
图1 轴齿轮工艺尺寸
图2 液压机
图3 锻锤
图4 无缺陷齿轮成品
（2）产品制造商须在每个供货毛坯上用漆笔或钢印注明锻件标识，每个品种按年度排序，如：1401～14××，表示某锻件2014年第1件至××件，并提供所有锻件的重熔炉号明细，便于检验，提供的检验报告均以该标识为基础。
表4 非金属夹杂物（级）
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表5 低倍组织要求
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通过对电渣重熔钢的制造工艺进行设计，达到了生产质量稳定的合格产品的效果，对于新型材料的工艺设计具有广泛的借鉴意义，而且实际使用中证明应用电渣重熔钢的采煤机产品质量更加安全可靠，对企业来说，应用电渣重熔钢提高了齿轮零件的使用性能，这将为公司赢得更多的用户。
参考文献
[1] 束德林，陈九磅.工程材料力学性能[M].北京：机械工业出版社，2003.
[2] 中国机械工程学会塑性工程学会.锻压手册[M].北京：机械工业出版社，2008.
作者简介：赵鑫、李建、朱科、侯军，西安煤矿机械有限公司。
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