推压轴是大型矿用挖掘机上的关键零件，制造材料为40CrNi2Mo。虽然40CrNi2Mo钢热处理后的材料强度高，综合力学性能好，但由于电铲的工作环境恶劣，经常导致推压轴早期失效。我公司经过若干年的经验积累，探索出了推压轴锻件制造方法，但推压轴锻件热处理后的综合力学性能不稳定，产品合格率较低。本文针对该问题对推压轴锻件的热处理工艺进行优化，提高了产品的合格率。
1.推压轴制造工艺路线及技术要求
40CrNi2Mo材料推压轴的调质前粗加工,推压轴的制造工序为：炼钢一锻造一粗加工一调质热处理一半精加工。
2.原热处理工艺及结果分析
2．1原热处理工艺
原工艺淬火温度840％，保温3．5h，油冷。热处理工艺在井式炉中处理了6件推压轴，结果只有1件合格，其余5件性能都不满足技术要求。
2．2不合格原因分析
40CrNi2Mo材料的实际化学成分。可以看出，材料的实际化学成分满足技术要求，材料的偏析程度小，从而排除了化学成分对热处理性能的影响。材料的各项性能达不到技术要求，说明材料没有充分的淬透，材料的热处理工艺不合理。
3.工艺优化
为了使锻件的力学性能达到要求，对原热处理工艺进行优化，优化后的工艺。在加热过程中，将淬火保温时间延长30min，使工件心部温度达到加热温度，并完成奥氏体分转变。钢中奥氏体的转变一般由形核、核的长大、碳化物的溶解和成分均匀化这几个步骤完成。这个过程是铁、碳和合金的扩散过程，所以需要一定的时间，时间越长这个过程进行的越完全。但是淬火保温时间过长会造成晶粒度粗大，反而对锻件的性能不利。根据有关资料介绍，保温时间按锻件有效截面来计算，对于40CrNi2Mo材料来说，淬火保温时间按每100mm保温(48～60)min计算，将淬火保温时间由原来的3.5h增至4h。
钢的性能主要取决于钢的组织和结构，而钢的组织和结构取决于淬火冷却方式。原热处理工艺采用油冷，不能使锻件心部的组织完全转变为贝氏体和马氏体，应改变冷却方式以增大心部的冷却速度。由于40CrNi2Mo材料淬透性非常好，如果直接采用水冷又会增加锻件的开裂倾向。为了充分发挥水冷和油冷的优势，优化后的淬火工艺采用水淬油冷的冷却方式。为了减小淬火时的应力，防止工件淬火时开裂，在水淬油冷之前先将锻件空冷(0．67～1)min。
材料为40CrNi2Mo的大型矿用挖掘机推压轴锻件，采用水淬油冷的热处理工艺能获得良好的综合力学性能，在很大程度上提高了电铲推压轴的使用寿命。
