9SiCr钢制搓丝滚轮采用高频淬火炉进行热处理的工艺分析

随着铁路运输的不断发展，需要越来越多的用于水泥轨枕上的螺旋道钉。铁道钉下部为牙距6mm的冷搓公制螺纹，用于搓制这种螺纹的圆搓丝滚轮的外径为直径307mm，厚度为105mm，内孔径为直径150mm，牙距为6mm，牙高为3.68mm，材料为9SiCr或Cr12MoV，每台搓丝机每班搓1万件左右，工作条件相当恶劣。因此，对搓丝滚轮的要求比较高，以往每副搓丝滚轮只能搓2000件就报废了，致使圆盘式搓丝机无法投入正常生产，经试验研究，采用高频淬火炉对搓丝滚轮进行热处理，使滚模的寿命由几十件提高到7万件左右，满足了生产需要。

在试验中，分析了原工艺处理的滚丝轮报废形式主要是牙部脆断，成块崩掉，说明韧性太低。为了提高韧性，第一步应用高碳钢低温短时间加热淬火的理论，降低淬火温度20℃左右，减少加热时间1/3，从而增加组织中板条马氏体的数量，保持比较细小的晶粒，这样处理后的圆搓丝滚轮的寿命提高到2万件左右。第二步采用高频淬火炉进行等温淬火，以高碳贝氏体组织代替片状马氏体，效果十分显著，圆搓丝滚轮的寿命一下提高到7万件，试验数据见下表。

圆搓丝滚轮热处理工艺

序号	材料	热处理规范	使用寿命/万件	失效形式
1	Cr12MoV	600℃预热，1000℃加热，淬油，400℃回火	0.2	崩牙
2	9SiCr	600℃预热，860℃加热，淬油，230℃回火	0.3	崩牙
3	9SiCr	600℃预热，830℃加热，淬油，250℃回火	2.2	疲劳损坏，少量崩牙
4	9SiCr	600℃预热，860℃加热，220℃等温淬火，340℃回火	3	疲劳损坏，少量崩牙
5	9SiCr	600℃预热，860℃加热，210℃等温淬火，250℃回火	7	疲劳磨损

通过试验有如下几点体会。

1)高碳钢的低温短时间加热淬火，对于提高钢的韧性确有效果，尤其对于主要是滚压螺纹的工具使用寿命可以稳定地提高。

2)等温淬火后的工件内应力小，可以减少变形和裂纹。以往的技术资料只推荐小于M6的小型搓丝板和直径较小的滚丝轮才可以等温淬火，看来值得商讨。本例实践证明，直径307mmx105mm，牙距6mm的大型圆搓丝滚轮也可以等温淬火，并取得了显著的效果。

3)用9SiCr钢代替Cr12MoV钢制造搓丝、滚丝等工具是完全可行的。只要热处理工艺得当，可节约材料费50%，提高工具寿命数倍。

本文简单介绍了9SiCr钢制搓丝滚轮的高频热处理工艺，许多厂家采用上述工艺进行热处理，生产出来的搓丝滚轮质量良好，使用寿命较大提高，满足了工作要求。