托輪軸是干法回轉水泥窯承托部分的重要部件之一，其材質為35Cr Mo，因受到淬火油量不足所限，我廠不能對其進行油淬火。為滿足生產需要，我們采用“水→空氣→ 水” 的冷卻工藝和控制“終冷溫度” 的方法，解決了大型合金鋼制托輪軸的調質，其力學性能優于采用油淬調質后的力學性能。

　　1. 托輪軸的結構、材質及性能要求

　　托輪軸的結構見圖1。

　　2. 調質處理工藝

　　( 1) 粗加工的要求 為保證調質后的加工，粗加工時各加工部位均留余量8 ～9mm，表面粗糙度Ra6. 3μm以上，以便于探傷; 在另一端留250 mm 軸頭作為力學性能留量。

　　( 2) 調質處理工藝曲線 如圖2 所示。

　　( 3) 工藝分析 與傳統35Cr Mo 大軸調質工藝惟一不同的是采用水淬火冷卻。眾所周知，淬火冷卻會同時產生組織應力和熱應力。采用油淬火，由于其冷卻速度比水淬火要小得多，產生的熱應力也小得多，因此，托輪軸在油淬火時不易開裂; 反之，由于采用水淬火，其產生的熱應力很大，極易造成托輪軸開裂。因此，既要采用水淬火，又要減少熱應力，防止托輪軸開裂，這便是工藝制定的關鍵，具體表現在冷卻參數的確定上。為減少熱應力，我們的做法是：采用“水→空氣→水” 間隙冷卻; 終冷時工件的溫度在500 ～550 ℃，這樣工件可以利用本身余熱進行自回火，以減少應力。

　　3. 工藝效果

　　我們對外委的一件油淬火的托輪軸，與采用“水→空氣→水” 冷卻工藝的托輪軸進行了實物取樣，并做力學性能試驗。可以看出: 采用水淬火調質的托輪軸符合圖樣性能要求，并優于油淬調質處理。

　　4. 結語

　　( 1) 用“水→空氣→水” 冷卻工藝的方法可有效地減少淬火應力。

　　( 2) 控制終冷溫度是防止托輪軸開裂的關鍵。

　　( 3) 淬火的力學性能優于油淬火