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摘要：本文介绍了化学热处理（渗碳淬火）工艺过程，通过合理调整工艺参数从而达到控制热后变形量的目的；利用正交实验简化实验过程，从而识别出最优的一组工艺参数；
关键词：化学热处理；零件变形；正交实验
概述
化学热处理是利用化学反应，有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构，以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理工艺。由于机械零件的失效和破坏，大多发生在零件表层，特别在可能引起磨损、疲劳、腐蚀等条件下工作的零件表面层的性能尤其重要。
工艺介绍：
本文涉及的细长杆类钢件，采用渗碳淬火热处理工艺，该工艺使钢件表层获得高碳马氏体，淬火后零件表面硬度达到HRC58-63，可大幅提高表面疲劳强度和耐磨性，零件心部仍保持低碳马氏体，具有较好的机械性能。由于该零件径向尺寸小，轴向尺寸达到338.46mm，同时在零件外圆上有不对称的U形槽，淬火后径跳难以控制，60%的零件径跳处于0.20mm-0.40mm，5%的零件径跳超过0.40mm，给后续校直工序带来较大难度（工艺要求校直后径跳≤0.05mm），
故本文将通过调整优化淬火温度、油搅拌速率以及淬火介质的选择，从而将该零件热后变形量（径跳）控制在0.20mm之内。
实验方法：
采用L4（23）正交实验法，确定淬火温度、油搅拌速率以及淬火介质为三个因素，每个因素选择两个位极，制定因素位极表，设计实验方案。通过实验结果（产品合格率）分析，比较位级之和的大小，结合因素趋势图，确定各因素较适宜的条件。比较极差大小，确定因素影响水平，极差大为主要因素，需采用优势位级；极差小：非主要因素，选用哪个位级都可以，从而识别出最优一组工艺参数。
图1：影响因素趋势图
对比影响因素趋势图和极差数值，淬火介质极差最小，非主要因素，选用G油和355油淬火均可；油搅拌速率和淬火温度极差较大，是主要因素，故450rpm和820℃是优势位极。
对比产品合格率可以看出，第二组实验数据产品的合格率最高，因此油搅拌速率采用450rpm、820℃使用G油淬火这一组是最优工艺参数。
效果验证：
跟踪抽检工艺改善后的零件变形量，热后零件径跳控制0.20mm左右，校直后零件径跳达到0.05mm以内，效果明显，产品合格率稳步提高。
结束语
经过大量数据验证，渗碳淬火热处理中，油搅拌速率和淬火温度对于零件热后变形量有一定影响，对于细长杆类零件通过采用较低的搅拌速率和淬火温度，可有效控制零件变形。
参考文献
[1]崔忠圻,刘北兴.金属学与热处理原理.哈尔滨工业大学出版社，1998.
论文作者:张猛,张佳林
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/30
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