在最初进行钻铤中频淬火过程中，淬裂报废率达到70%，且力学性能不合格，针对此问题，在两年多的摸索和生产实践中，基本解决了该问题，因此也有一些心得体会。
（1）钻铤材料为AISI4145H，化学成分如表1所示。该钢淬透性好，油淬可淬透Ø80mm，调质后具有较高的综合力学性能，是一种典型的油淬材料。
表1 化学成分表
AISI4145H | |||||||
C% | Cr% | Mn% | Mo% | Si% | s% | p% | cu% |
0.42～0.49 | 0.75～1.20 | 0.65～1.10 | 0.15～0.25 | 0.20～0.35 | ≤0.04 | ≤0.035 | ≤0.35 |
（2）钻铤的力学性能在SY/T5144-1997中做了规定，如表2所示，零件长度约10m。
表2 钻铤的力学性能SY/T5144-1997规定
外径范围 /mm | 屈服强度σ0.2 /MPa | 抗拉强度 σb /MPa | 伸长率 δ4 % | 夏比冲击功Akv /J | 布氏硬度 /HBW |
79.4～171.4 | ≥758 | ≥965 | ≥13 | ≥54 | 285～341 |
177.8～279.4 | ≥689 | ≥930 | ≥13 | ≥54 | 285～341 |
（3）中频感应调质设备，是近年来发展起来的一种针对长轴类零件热处理的专用设备，由于其结构特征（具体不详细介绍），替代了深井式炉，并减少了配套投资，如较高的行车起吊高度的工房、大型淬火槽、校正设备等，具有很高的可代替性。唯一不足之处在于淬火冷却剂只能使用水基冷却液。
（4）工艺。使用的工艺为：淬火840～860℃，以0.2m/min的移动速度通过加热感应器，冷却为自来水三级喷淋，水温10～40℃。按此工艺生产后，得到的结果如表3所示。
表3 力学性能结果
屈服强度σ0.2 /MPa | 抗拉强度 σb /MPa | 伸长率 δ4 (%) | 夏比冲击功Akv /J | 布氏硬度 /HBW | 裂纹 |
930 | 1040 | 17.5 | 44、44、45 | 330～340 | 有 |
910 | 1030 | 19 | 77、68、79 | 330～340 | 有 |
（5）分析与措施。AISI4145H是一种典型的油淬材料，使用较小的淬火冷却速度即能满足淬火要求，但在中频感应淬火设备上目前使用的是自来水，这必然加大淬裂趋向。防止淬裂的关键是掌握适当的喷水量，以保证适当的淬火冷却速度。
另外，要保证力学性能，首先要保证淬火质量。如果淬火质量不高，M转变量不够，硬度偏低，是无法通过回火调整得到优良的综合性能的。因此，淬火时不能一味地减小冷速，而是要在保证淬火质量的前提下尽量减小冷速，即要找到保证淬火质量与防止裂纹所需的冷速的平衡点。按此思路，我们制作了记录喷水量的刻度盘，在原工艺基础上进行了不同喷水量的试验，结果如表4所示。
表4 不同喷水量下的试验结果
屈服强度σ0.2 /MPa | 抗拉强度 σb /MPa | 伸长率 δ4 （%） | 夏比冲击功Akv /J | 布氏硬度 /HBW | 裂纹 | 喷水量刻度 |
715 | 885 | 22 | 48、44、56 | 290～300 | 无 | 41 |
790 | 920 | 19.5 | 55、49、47 | 288～295 | 无 | 4 |
825 | 970 | 23.5 | 66、68、59 | 330～335 | 无 | 5.5 |
790 | 990 | 23 | 58、63、65 | 318～327 | 无 | 5.5 |
注：文中的刻度：“4”、“5.5”是制的刻度盘数据，不代表喷水的具体量。
由表4可以看出，控制了喷水量后没有再出现裂纹，说明减小淬火冷却速度能够解决裂纹问题。但不同的喷水量，结果有一定差别：
喷水量为“4”的，出现了强度指标和韧性指标均不合格的现象，属于没有得到较好的淬火组织，说明提供的冷却速度偏小；喷水量为“5.5”的，各项指标均合格，说明提供的冷却速度基本到达了平衡点的要求。
在生产和试验过程中发现，AISI4145H材料具有一定的回火脆性趋向，要特别注意回火冷却时必须提供足够大的冷却速度，以防Akv降低。
前面大致讲了钻铤中频感应调质生产工艺中，对防止淬火裂纹和保证力学性能的一些思路和方法，这也是我们在生产试验中的一点心得。在具体工艺实施过程中，还需要根据设备状况、电源稳定情况、水温等方面综合考虑，制定包括操作细节在内的详细的工艺规程，以满足产品图样要求。
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