钢铁件采用中频淬火机进行淬火热处理,如何减小畸变?
钢铁件采用中频淬火机进行淬火热处理,受操作工艺、原材料等因素的影响,钢铁件极易产生畸变缺陷。此缺陷会大大影响钢铁件的正常使用,因此,了解缺陷产生的原因及预防措施是非常重要的。
淬火加热和冷却,尤其是冷却过程中产生的热应力和***应力都会使淬火工件的形状和尺寸发生变化,形成畸变。
减小畸变的措施如下:
1、合理选择钢材与正确设计 对于形状复杂、各部位截面尺寸相差较大而又要求畸变的工件,应选用淬透性较好的合金钢,以便能在缓和的淬火介质中冷却。零件设计时应尽量减小截面尺寸的差异,避免薄片和尖角。必要的截面变化应平滑过渡,尽可能对称,有时可适当增加工艺孔。
2、正确锻造和进行预备热处理 对高合金工具钢,锻造工艺的正确执行十分重要,锻造时必须尽可能改善碳化物分布,使之达到规定的级别。高碳钢球化退火有助于减小淬火畸变。采用消除内应力退火,去除机械加工造成的内应力,也可减小淬火畸变。
3、采用合理的热处理工 为了减小淬火畸变,可适当降低淬火加热温度。对于形状复杂或用高合金钢制作的工件,应采用一次或多次预热。预冷淬火、分级淬火和等温淬火都可以减小工件的畸变。
解析铸铁采用中频淬火机进行热处理工艺的基础知识
铸铁采用中频淬火机进行热处理工艺方法和钢的热处理工艺基本相似,但由于铸铁中石墨的存在以及化学成分等方面的差异,其热处理又具有一定的特殊性。主要表现在以下方面:
(1)铸铁是Fe一C一Si三元合金,其共析转变发生在一个相当宽的温度范围内,在这个温度范围内存在着铁素体十奥氏体十石墨的稳定平衡和铁素体十奥氏体十渗碳体的准稳定平衡。在共析温度范围内的不同温度点,都对应着不同的铁素体和奥氏体平衡量,这样,只要控制不同的加热温度和保温时间,就可获得不同比例的铁索体和珠光体基体***,在较大幅度内调整铸铁的力学性能。
(2)尽管铸铁总碳含量很高,但石墨化过程可使碳全部或部分以石墨形态析出,使它不仅具有类似低碳钢的铁素体***,甚至可控制不同的石墨化程度,得到不同数量和形态的铁索体与珠光体(或其他奥氏体转变产物)的混合***。从而使铸铁采用中频淬火机进行热处理,既可获得具有相当于高碳钢的性能,又可获得相当于中、低碳钢的性能,而钢则没有这种可能性。
(3)铸铁奥氏体及其转变产物的碳含量可以在一个相当大的范围内变化。控制奥氏体化温度和加热、保温、冷却条件,可以在相当大的范围内调整和控制奥氏体及其转变产物的碳含量,从而使铸铁的性能可在较大的范围内进行调整。
(4)与钢不同,铸铁中石墨是碳的集散地。相变过程中,碳常需作远距离的扩散,其扩散速度受温度和化学成分等因素的影响,并对相变过程及相变产物的碳含量产生很大的影响。
(5)热处理不能改变石墨的形状和分布特性,而铸铁采用中频淬火机进行热处理的效果与铸铁基体中的石墨形态有密切关系;对于灰铸铁而言,热处理有一定的局限性。球墨铸铁中石墨呈球状,对基体的削弱作用较小,因而凡能改变金属基体的各种热处理方法,对于球墨铸铁件都非常有效。
铸铁的这些金相学特点和相变规律是铸铁采用中频淬火机进行热处理的理论基础,对于指导生产具有重要意义。
曲轴淬火裂纹为什么会产生?及采取的措施
分析曲轴淬火裂纹产生的主要原因,提出采用水槽性淬火介质解决淬火裂纹的措施,指出在淬火硬化层范围内,调整中频加热设备参数对淬火裂纹影响到。光滑圆柱面上的淬火裂纹(一类裂纹)都是在周围方向分布,在其他的零件上也是如此,裂纹多为2~3条,平行的挤在一起,长度我4-10mm,齿轮淬火机特点,深度为0.25~08mm。油孔裂纹在油孔轴向两侧呈性存在,尤以薄壁的一侧为多。
淬火裂纹的分析,材料中含有微量的Mo是产生一类裂纹的主要原因。曲轴中频淬火,以水为淬火介质这一工艺已经采用40多年,由于以往使用的材料为不含Mo的45钢,即使在光滑的表面上故意制造此种裂纹,也很难实现。
半轴中频淬火发生淬火裂纹以及齿环高频淬火发生淬火裂纹也多是因为材料中很有微量的mo造成的。油孔周围的淬火裂纹是因结构因素造成额的。为了加强润滑,曲轴的主轴颈和连杆曲径之间钻有斜油孔,在两个轴颈表面的油孔出口处,形成了两个锐角的薄壁,再加上油孔的轴向两侧由于感应电流绕行,使其两侧加热温度升高,造成局部过热,加上喷水冷却速度太快,使淬火层过深,甚至淬透而产生裂纹。这种结构因素产生的淬火裂纹从建厂以来一直存在,严重时从淬透的油孔内壁产生雷文向轴颈表面发展,与圆柱表面相贯通时形成C形裂纹。
解决裂纹的措施和机型,很强的裂纹倾向性,是产生大批淬火裂纹的基本原因。当然,由于历史的原因,曲轴中频淬火及时间来一直使用自来水做淬火剂,而水的冷却能力太强,又是引发这种裂纹的重要因素。改用一汽四环一贝多菲尔公司生产的水溶性淬火介质,型号为AQUATENSIDBW,浓度为3%,中频淬火的其他参数不变,淬火质量合格,完全消除了各种淬火裂纹。
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