应用科技“指挥棒” 奏响创新“最强音” ！马钢革新车轴热处理工艺推动极致高效

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“节拍”属于音乐演奏的范畴，它使乐器之间的节奏协调一，从而达到和谐的音乐效果。在工业大生产“交响曲”中，产品与产品之间的时间进程、工序之间的衔接、工艺之间的配合也叫“节拍”。近年来，马钢研发团队瞄准车轴热处理工艺大胆革新，应用科技“指挥棒”，实现车轴热处理工艺“节拍”的极致高效，谱写出创新突破的精彩乐章。

攻关接“绣球”

马钢交材车轴生产线投产于2017年，年产车轴约2.5万根，一直采用正火和淬火相匹配的6套热处理工艺，其中与正火匹配的工艺占热处理产量90%。2021年，由于车轴生产规格小、批量多，频繁点火、关炉，导致热处理能耗成本居高不下。面对“双碳”目标及应对市场的迫切需要，交材制造单元提出了降低能耗、提高工效的破题需求，抛出了车轴热处理提质降耗科技攻关的“绣球”。

马钢技术中心车轮研发团队与交材研发团队一拍即合，紧密协作，聚焦课题，迅速组成由首席研究员组成的联合攻关小组。攻关组对车轴热处理工艺产线进行全程跟踪调研，全面了解系统匹配的热处理工艺、热处理制度和热处理设备，初步掌握了工艺“节拍”带来的能耗及部分判废的症结，形成攻关思路。

安装“黑匣子”

“车轴在正火加热过程中，到达规定加热温度的保温时间，即奥氏体均匀化时间决定了总加热时间和工艺‘节拍’，是能耗的最关键影响因素。同时，由于表层和心部的加热速度和到温时间不一致，必须以心部的奥氏体均匀化时间作为工艺制度设计基准。”技术中心车轮研究所主任研究员于文坛介绍。

要掌握奥氏体均匀化时间，必须了解工件在热处理过程中温度变化参数。技术中心抽调综合利用研究团队的热能诊断专家出手，对热处理车轴进行技术处理后，安装了“黑匣子”，获得了车轴全工艺周期下“从车轴表面到心部”的全息温度分布图。

“车轴热处理就像悬挂着进炉的‘烤鸭’，我们的‘黑匣子’能够掌握这只‘烤鸭’的受热均匀度。”热能诊断专家唐嘉瑞形象地比喻。

设计“新节拍”

通过从“黑匣子”得来的翔实数据，结合产品性能统计分析，攻关组初步诊断：“节拍”过慢是导致热处理时间长、能耗高的主要因素；部分车轴通体性能均匀性存在不足，加热、冷却、回火制度之间的协调性需要改善。

攻关组马不停蹄，基于车轴产品开发力学性能研究积淀，依托技术中心热处理中试装备，开展了车轴热处理全程温度分布及温度与时间关系研究；对车轴热处理工艺节拍、加热制度、冷却制度、回火制度进行重组设计，建立新的科学工艺规范，并开展了十多轮验证试验。

历经多轮实验，攻关组在确保奥氏体均匀化时间，使车轴材料达到最佳力学性能的前提下，找到车轴热处理温度、时间、性能三者最科学的系统匹配，建立起极致能耗和优异质量的“新节拍”。“这是技术活，更像是一件艺术活。”技术中心车轮产品研究所所长刘学华说。

奏响“交响曲”

2022年4月，攻关组将攻关成果在交材热处理产线小批量推广试用，随后持续跟踪、不断改进，取得了明显成效。统计数据显示，至今年6月份项目结题时，新的热处理技术系统改进方案，成功将车轴热处理时间缩短了30%，车轴力学性能一次检验合格率提升了10%以上，吨材节约能耗达200千瓦时。热处理“节拍”的加快，支撑了车轴生产效率提升，目前该产线年化产量已经跃升至5万吨以上。

在马钢交材车轴分厂，改进后的热处理工序正按照全新的“节拍”形成激越“交响”。据攻关组负责人介绍，目前，他们又着手对淬火工艺“节拍”展开新的攻关……

来源：马钢家园

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