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,大齿轮淬火设备惠,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。
齿轮出现软点缺陷的原因及对策如下:
1、齿轮表面局部脱碳、锈蚀或附着有脏物(如涂料),淬火时未脱落,导致局部冷却速度太慢,为此,我们应采用机械加工去掉脱碳层,清洗干净齿轮表面,按要求部位认真涂覆防渗涂料。
2、淬火冷却介质不净(有杂质)或使用温度过高,为此,我们应保持淬火冷却介质的清洁,合理降温。
3、淬火冷却介质能力差,针对于此,我们应更换淬冷烈度高的淬火冷却介质。
4、原材料有缺陷或预备热处理不当,在钢中保留了大量的大块铁素体或带状组织,表面有脱碳现象。为此,我们应重新淬火,但应先采用高频淬火机进行正火或退火处理,防止齿轮表面脱碳。
5、加热温度低,对此,我们应严格执行热处理工艺。
6、原始组织不均匀,有较严重的带状组织或碳化物偏析,针对于此,我们应对原材料进行锻造和预备热处理,使组织均匀化。
本文简单介绍了齿轮软点缺陷产生的原因及对策,希望对您的工作有所帮助。如果您想了解其他缺陷的解决措施,您可以看看热处理方面的书籍,相信会有很大的收获。
浅析采用淬火机对齿轮进行表面淬火的工艺介绍
中频淬火机对齿轮进行表面淬火主要是通过快速加热与立即淬火冷却相结合的方法来实现的。...
淬火机对齿轮进行表面淬火主要是通过快速加热与立即淬火冷却相结合的方法来实现的,即利用快速加热使钢件表面很快地达到淬火的温度,而不等热量传至中心即迅速予以冷却,便可以只使表层被淬硬为马氏体,而中心仍为未淬火组织(即原来塑性和韧性较好的退火、正火或调质状态的组织)。
表面淬火齿轮的机械加工工艺流程一般为:备料→锻造→正火→机械粗加工→调质处理→机械半精加工→表面淬火十低温回火→磨削。该工艺流程中各热处理的目的简述如下。
(1)正火
消除锻造应力,均匀组织、细化晶粒,改善切削加工工艺性和表面加工质量。
(2)调质处理
为了提高齿轮心部的综合力学性能,以承受交变弯曲应力和冲击载荷,还可减小工件表面淬火变形。
(3)表面淬火十低温回火
它是决定齿轮表面性能的关键工序,采用淬火机进行表面淬火可提高齿轮表面的硬度和耐磨性,并使其具有残余压应力,从而提高负荷的能力;低温回火是为了消除淬火应力,防止产生磨削裂纹,提高抗冲击能力。
对调质钢而言,表面淬火十低温回火后的组织由淬硬层、过渡层和原始组织三部分组成。工件表层为隐针回火马氏体,心部为回火索氏体(调质态)或铁素体十珠光体(正火态)。
采用淬火机进行表面淬火后,工件的硬度比普通热处理要高出2~5HRC。由于表面淬火后表层形成较大的残余压应力,故表面淬火后疲劳极限可提高5--7倍,并且降低了工件的缺口敏感性。由于高频表面淬火组织细、磁化物分布均匀且细小.所以硬度高、强度大,比一般淬火件的耐磨性要高,可大幅度提高抗接触疲劳能力。
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