60钢板状零件感应淬火设备淬火变形分析和工艺改进
钢板零件是PFSU型齿轮测量仪上的重要零件,工件材料围60钢,板材厚度为≤25mm,工件经调质,机加工后进行平面感应加热淬火处理,要求工件表面有2-3条宽16-18mm的淬硬带区。技术要求为:淬火硬化区硬度≥60HRC,淬火硬化层深度≥1mm,板件平面弯曲度误差≤0.3mm。生产中发现,砼泵管内壁淬火设备供货商,采用常规平面感应加热淬火后,板状零件弯曲度误差达0.5-0.80mm,工件变形严重超标,而变形过大板件矫正时易发生断裂失效。为此,对板状零件平面感应加热淬火变形缺陷及工艺进行了检验分析,并进行多项减少板型零件感应加热淬火变形工艺改进试验,其中4项试验效果良好,达到了技术要求变形指标,并应用于生产中。
板状零件感应加热淬火设计了感应器,感应淬火与高温正火加热时,板型零件移动速度为(3-5)mm/s,低温淬火时为10-12mm/S,感应器与工件表面间隙取2-3mm。
(1)相反平面不对称低温预淬火试验,顶板预先在非淬火平面中部低温预淬火热处理,然后进行两条淬火硬化带淬火处理,板平面弯曲度误差为0.2-0.3mm,符合技术要求,变形凹向淬火平面。
(2)局部双平面同事感应加热表面淬火试验,前板经反复试验,采用长缝隙感应器双面同时加热一次淬火,处理后前板平面弯曲度误差≤0.1mm,质量优良。
(3)正反两平面轮换表面淬火试验,主滑板处理后,工件平面弯曲度误差≤0.2mm变形称凹向3条淬火带平面状态。
综合上述,上述三种工艺改进感应加热淬火试验均达到板状零件淬火后变形弯曲度误差≤0.3mm的技术要求,工件表面硬度>60HRC,硬化层深度≥2.1mm,满足了板件感应淬火要求的各项技术指标。上述工艺改进方法已应用于生产中,技术经济效益明显,生产运行良好。
大型弹簧钢片采用超音频感应淬火设备进行热处理的工艺分析
大型弹簧钢片的材料为厚度3mm的65Mn热轧弹簧钢板,其化学成分以及金相组织符合设计要求,热处理后硬度在43-48HRC,平面度≤0.7mm,脱碳层≤0.3mm,表面无裂纹等外观缺陷。为满足上述要求,采用超音频感应淬火设备进行热处理,效果良好。
根据65Mn具有良好淬透性的特点,厚度3mm的薄板采用油冷即可获得要求的硬度和组织性能。淬火采用超音频感应淬火设备进行,用4t的淬火压床喷油冷却,硬度高达63HRC,再进行加热回火。但由于该钢片的φ466mm的外边缘与φ17mm孔之间、φ112mm圆周与φ13mm孔之间冷却先于其他部位,因此是淬火应力集中的部位,冷却后的畸变很大(呈S形),在350-380℃回火压紧过程中,上述部位出现裂纹。
分析裂纹产生的具体情况:①首先为机械加工应力的影响,φ17mm、φ13mm孔均是在热处理以前已经冲出,在粗磨过程中磨削量过大,两面在磨削过程中均存在较大的机械加工应力,热处理前未及时消除。②热应力的影响,该钢具有过热敏感性,淬火过程中产生较大的淬火应力,脆性增加,要消除淬火后产生的热应力与组织应力,必须及时回火以降低硬度和脆性,提高弹性极限、塑性和韧性等,同时该钢具有第二类回火脆性,应在回火结束后快冷,对其进行400-450℃的回火,是为了满足显微组织和硬度的需要,而此时已经将引起钢片微塑变的主要因素消除或明显减弱。
为了获得要求的硬度、组织、变形量,对粗磨后的钢片增加500-600℃的一边高温回火,其目的是消除磨削时存在的加工应力;针对淬火应力和脆性大的具体情况,将淬火加热温度降低10℃左右,采用4t压床喷油冷却,减小淬火应力;提高回火温度,加快其组织转变的速度以及提高回火后的冷却速度;以及改进设计结构等。
小孔径内孔表面感应加热高频淬火设备的淬火工艺
在采用感应器加热高频淬火设备时,工件必须旋转。工件随定位台一起旋转加热。工件的转转速太高易使工件失稳,感应器与工件易相碰而发生打火;转速太低时加热温度不均匀,淬火后易产生软点或软带和淬火裂纹。
小孔径内孔的感应淬火,仅仅有了合适的感应器是不够的,还必须严格控制高频淬火工艺规范。保证感应加热电源的电流、频率、加热时间、加热温度以及工作台的转速。
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