侧板热处理工艺的改进
热处理工艺的改进在模具中的应用

回火温度为 20C 右 ,由于淬 火产生的 内应 力没有 消 0 ̄左 除而残留下来 ,这样在后续 的电加工 ( 包括 电火花 和线 切割加工) 中则会因破坏应力 的平衡而产生 的变形 ,这 种变形很难解 决。因此为 了释放 出淬 火产 生的 内应力 , 从而避免电加工 中模具产生变形 ,一般 先在模具 f = 开槽 或开切 口,以消 除模 具 中的 内应 力,然 后再 进行 电 加 工 ,但是即使这样也不 能完 全消 除淬 火产生 的内应力 ,
模具材料 ,经过合理的热处理即可。这 样既能达到使用
要求 ,又能降低模具成本。
模具材料 , 从而提高塑料产 品的质量和模具的使用寿命 。
相信随着塑料工业 生产的飞速 发展 ,塑料模 具材料
的发展也会达到一个新的水平。MW ( 08 5 8 2001)
四、结语
模具材料是塑料模具的基础 ,合理选择塑料模 具材
速率 、炉 温均匀性有着严格 的要求 。现将 本公 司铝 型材 时效炉 的结构与设 计特点作以下介绍 。
一
、
2t 4 铝型材时效炉
铝型材生产工艺 流程 :熔 铝一保 温 ( 精炼 、除气 ) 一铸锭一 棒料剪切一均热一冷却一加 热一 挤压成 形一 时
效一氧化着色一包装一 出厂 。
1 .设备的组成
8 rS P C2 及 MS等 。
料 ,正确实施模具热处理工艺是保证塑料模具使用寿命 , 提高塑料模具质量和使用效能 的关键。 由于塑料 的品种
不 同、性能各 异 ,而 塑料 制 品的尺 寸 、形状 复杂 程度 、
5 .塑料模具中其他零件的选用
塑料模具 中的其他零 件 ,如导柱 、导套 、衬套 、顶 杆 、拉料杆 、各种模板 、顶出板 、固定支架 、型芯 和型 腔件等 ,其抛光性 、耐腐 蚀性 等要求较 模具 本身的要求
解决热处理质量问题的一些技巧

热处理工艺过程多数是周期作业,是一项集体操作。
因此,热处理工艺加工存在着工作界限不明确,如一批零件淬火可能由两个班次完成,淬火和回火常常由两个班次完成等,加之作业人员素质参差不齐,管理措施小够完善,生产过程中经常会出现质量问题。
而出现问题后,分析问题,查找原因,不仅费时、费力,有时甚至找不出真正的原因。
下面笔者把多年来在生产现场中解决问题的一些思路和方法进行了归纳,为读者提供一些有益的参考。
1.渗碳淬火齿轮硬度低一批在(日本)Unicase滴注式气体渗碳氮化炉中渗碳淬火的800多件齿轮,要求渗碳淬火后表面硬度58~63HRC,而抽检时零件的表面硬度为 52~56HRC。
这是渗碳问题,还是淬火问题;淬火是加热问题,还是冷却问题,一时很难下结论。
由于这批齿轮的生产任务紧急,笔者把已检测的齿轮取3件用铁丝捆绑,在盐浴炉内重新加热,在油槽中淬火冷却,约30~40min后,最后检测淬火硬度为63~65HRC。
把这批齿轮重新加热淬火后,抽俭硬度全部合格。
这种快刀斩乱麻的办法,虽不一定能找出问题的真正原因,但却解决了生产的燃眉之急。
2.棒料淬火裂纹有一批φ14mm×240mm的40Cr俸料经调质处埋后,过了约一周时间(使用时)才被发现几乎全部开裂,裂纹形状为纵向单裂纹,多数裂纹裂透棒料的两端面。
据此判断裂纹为淬火裂纹,而当班的操作人员却不认帐。
查作业记录,只能查到该批棒料为二班淬火、三班回火,而零件材料、淬火温度和冷却介质等工艺参数都没有记录。
笔者取一根棒料与45钢接头一同在盐浴炉中加热,然后在盐水中淬火冷却,冷却后约20~30min,该棒料开裂,并且裂纹形状与上述裂纹形状相同。
在事实面前,操作人员才承认是误将该批棒料当成45钢进行了淬火。
3.箱式电阻炉退火硬度不均匀我公司生产的叶片泵的泵轴棒料,其材料为38CrMoAlA。
工艺路线为:退火→带锯下料→粗车→调质→精车→磨削→氮化。
带锯下料时,经常发现一根棒料上硬度不均匀、局部硬度偏高,下料效率低,锯条磨损快。
金属材料热处理工艺与性能改进

金属材料热处理工艺与性能改进热处理是金属加工中必不可少的一种工艺,通过控制材料的加热和冷却过程,可以显著改善金属材料的性能。
在本文中,我们将讨论几种常见的热处理工艺,并介绍它们对金属材料性能的改进效果。
一、退火工艺退火是最常见的热处理工艺之一,通过控制金属材料的加热温度和冷却速度,从而改善其晶体结构和力学性能。
退火可以消除金属材料中的应力集中,提高其延展性和韧性,并减少内部缺陷。
常见的退火工艺有全退火、球化退火和应力退火等。
全退火是将金属材料加热至高温区域,并经过充分保温后,再逐渐冷却。
该工艺能够完全消除材料的应力,使其晶体结构得到良好的恢复和重排,从而提高金属材料的延展性、韧性和塑性。
球化退火是将金属材料加热至高温区域,并迅速冷却。
通过球化退火,可以使材料中的晶界和晶粒得到重新排列,消除晶粒的形状和方向性,从而提高材料的塑性和韧性。
应力退火是针对金属材料内部的应力问题而设计的工艺。
通过将材料加热至特定温度,并逐渐冷却,可以消除材料中的残余应力,提高其力学强度和韧性。
二、淬火工艺淬火是一种常用的热处理工艺,通过迅速冷却金属材料,使其从高温状态迅速转变为冷却状态,从而调整其组织结构,提高硬度和强度。
常见的淬火介质有水、油和气体。
水淬火是将金属材料迅速浸入水中进行冷却。
由于水的冷却速度非常快,可以使金属材料的晶体结构形成较细小的组织,从而提高硬度和强度。
油淬火相较于水淬火,则冷却速度较慢。
通过油的冷却作用,可以使金属材料的晶格排列更加均匀,提高其机械性能。
气体淬火是将金属材料置于惰性气体中进行冷却,以实现更为平缓的冷却速率。
这种淬火方法通常用于一些质量较大的金属材料,以减少冷却过程中的变形和内部应力。
三、时效处理时效处理是指将金属材料在较低温度下保持一定时间,并进行适当的再次热处理,从而提高其硬度、强度和耐腐蚀性。
常见的时效处理方法有自然时效和人工时效两种。
自然时效是将金属材料放置在常温条件下,经过较长时间的自然老化,以改善其组织结构和性能。
热处理工艺对材料性能的影响和优化

热处理工艺对材料性能的影响和优化热处理工艺对材料性能的影响和优化热处理是通过控制材料的加热和冷却过程,改变材料内部的晶粒结构和相组成,从而改善材料的性能。
通过适当的热处理工艺可以提高材料的强度、硬度、韧性、耐磨性等性能,使材料更加适用于特定的工程应用。
首先,热处理可以提高材料的强度。
在高温下,材料内部的晶粒会长大,有序排列,从而使材料的力学性能得到改善。
例如,钢材经过淬火处理后,会形成硬脆的马氏体组织,使其强度大大提高。
此外,通过适当调整退火工艺,可以得到细小而均匀的晶粒,从而提高材料的延展性和韧性。
其次,热处理可以改善材料的硬度。
通过增加材料的固溶体和析出相,或者通过形成纤维、颗粒状的组织结构,可以有效提高材料的硬度。
例如,铝合金通过固溶处理和人工时效,可以得到细小的析出相,从而提高其硬度和耐磨性。
此外,热处理还可以改善材料的耐腐蚀性能。
通过适当的固溶处理和沉淀硬化处理,可以改变材料的化学成分和晶粒结构,形成致密的氧化膜或阻挡层,提高材料的耐腐蚀性能。
例如,不锈钢经过固溶处理和沉淀硬化处理后,可以形成致密的铬氧化膜,提高其抗腐蚀能力。
最后,热处理工艺还可以对材料的性能进行优化。
通过合适的热处理工艺,可以调整材料的组织结构和相组成,以使其在特定的工程应用中达到最佳性能。
例如,对于高速切削工具材料,通过多道退火和淬火处理,可以得到细小而均匀的碳化物晶粒,提高刀具的硬度和耐磨性。
在进行热处理工艺优化时,需要考虑材料的成分、加热和冷却速率、时间和温度等参数。
不同的材料和应用要求不同的热处理工艺,因此需要结合具体情况进行选择。
总结起来,热处理工艺对材料的性能有着重要的影响。
通过适当的热处理工艺,可以提高材料的强度、硬度、韧性和耐腐蚀性能,并实现材料性能的优化。
因此,热处理工艺在材料科学和工程领域中具有重要的应用价值。
继续写相关内容除了提高强度、硬度和耐腐蚀性能,热处理工艺还可以通过改变材料的热稳定性、导热性、电导率等性能,实现对材料性能的优化。
热处理中的工艺优化与控制

热处理中的工艺优化与控制热处理是一种重要的金属加工工艺,常用于改善金属材料的力学性能和表面性能。
在热处理过程中,加热、保温和冷却的工艺参数对于最终金属材料的性能有着重要的影响。
因此,优化和控制热处理工艺是提高金属材料性能的关键之一。
1. 工艺参数的优化在热处理加热阶段,工艺参数的优化可以提高材料的组织和性能。
常用的加热方式包括均匀加热、局部加热和淬火加热。
均匀加热可保证整个材料均匀受热,避免材料出现温度梯度过大的情况。
局部加热则可实现针对性加热,使得特定部位的材料达到所需温度。
淬火加热则是通过快速加热和淬火,改变材料的组织和性能。
不同的加热方式适用于不同的材料和加工要求。
在实际生产中,需要通过试验和经验找到最适合的加热方式和工艺参数。
在保温阶段,是通过控制保温温度和时间来保证材料达到所需的热处理效果。
对于不同的材料和热处理要求,保温温度和时间会有所不同。
选择合适的保温参数能在最短的时间内达到最佳的组织和性能。
在冷却阶段,冷却介质和冷却速率对最终材料的性能有着决定性的影响。
不同的金属材料需要选择不同的冷却介质和速率。
快速冷却可以实现金属材料的强化效果,而缓慢冷却则可以保持材料的韧性。
通过优化冷却工艺参数,可以最大程度的提高材料的强化效果和韧性。
2. 工艺控制的优化热处理工艺的优化不仅包括工艺参数的优化,还需要实现工艺控制的优化。
在热处理过程中,需要控制加热、保温和冷却的时间、温度和速率,以保证材料的一致性和稳定性。
通过自动化控制系统,可以对热处理过程中的工艺参数进行自动控制。
自动化控制系统可以根据不同的加工要求和材料性质自适应地调节控制参数。
同时,还可以通过高精度的温度、时间和速率控制,保证热处理加工的一致性和稳定性。
此外,对热处理过程中产生的废气、废水和废渣进行治理和处理也是热处理工艺控制的重要内容。
在实际生产中,需要对产生的废弃物进行有效的处理和回收,以减少对环境的影响。
3. 热处理工艺的应用与发展热处理工艺在现代工业中应用广泛。
热处理工艺改进技术使压铸模具质量大幅提升

以机 器替 代 模具 工 人 , 将人 大 节 约模 具生 产 的人 工 成本 , 并 有 利于 提 高模 具 生产 的精 度 , 对 于 促进 模具 产 业升 级 大有 裨益 。
相关报道显示, 国际上 汽 车 模具 已进 入专 业 化 、 标 准 化 生产 阶 段 。汽 车 模 具基 本 是 由专 业 的模 具 制造
商提供 , 模具商品化率在 7 0 %以上 , 汽车模具标准件多达几百种。德 国、 日本模具的标准化率达 8 5 %, 而我
国火 型模 具 的标准 化 率约 为 2 5 %~ 3 0 %。模具 的标 准化 程度 偏 低 已成 为制 约我 国模 具制 造 周期 的瓶颈 之一 , 影 响 了我 国模 具 的竞争 力 。 从模 具 的精 度 和 制 造 周 期 看 , 日本 的汽 车 模 具 精度 可 达 0 . 0 2 mm, 塑料 模 具 分 模 面 的精 度 控 制在 0 . 0 l mm, 而我 国汽车 模具 精 度在 0 . 0 3 ~ 0 . 0 5 mm, 塑料 模 具分 模面 配模 精 度在 0 . 0 3 mm左右 。德 国的模具 制造 周 期 在2 周~ 2 0 天, 备料 4 ~ 5 天, 试模 2 ~ 3 天 。 日本 、 韩 国要求 模 具制 造 周期 为 2 周, 其拥 有 专 门的模具 配 件城 , 滑 块、 推杆 、 浇 口套 组 件等 均 可 买 到 。相 比之 下 , 我 国模 具制 造 周 期 更长 , 一些 模 具 配件 的加工 精 度 也达 不 到 要 求 。我 国汽 车模 具在 标准 化程 度 、 精度 和制 造 周期 方面 仍 需进 一步提 高 。
热处理工艺在钢铁行业中的关键应用和创新
热处理工艺在钢铁行业中的关键应用和创新热处理工艺是一种钢铁行业中非常重要的加工技术,广泛应用于钢材的制造和加工过程中。
它通过改变钢材的组织结构和物理性能,以达到改善和提升钢材性能的目的。
热处理工艺在钢铁行业中有着关键的应用和创新。
首先,热处理工艺在钢铁行业中的关键应用之一是回火处理。
回火是指通过加热和冷却的过程,对已经淬火的钢材进行再次加热,然后控制冷却速度,使钢材过冷和回火产生变化。
回火处理可以改善钢材的硬度和抗冲击性能,提高其塑性和韧性,同时减少内部应力,改善钢材的可加工性和使用寿命。
回火处理广泛应用于机械零件、汽车零部件、工具和模具等钢铁产品的生产中,以提高产品的使用性能。
另一个关键应用是淬火和淬退工艺。
淬火是指将加热至临界温度以上的钢材迅速冷却,使钢材的晶界形成马氏体,从而提高钢材的硬度和强度。
淬火可以使钢材达到较高的强度,但也容易出现脆性。
为了减少或消除淬火后的脆性,钢材需要进行淬退处理。
淬退是指将淬火过的钢材进行再次加热,在一个相对较低的温度下进行保温一段时间,然后进行适当的冷却。
淬退可以减缓钢材的冷却速率,使钢材从马氏体相转变为贝氏体相,提高钢材的韧性和可塑性。
淬火和淬退工艺广泛应用于高强度钢材的生产中,例如汽车用钢、航空航天用钢以及石油和天然气管道用钢。
此外,热处理工艺还涉及到渗碳和氮化两种关键应用。
渗碳是指将钢材加热至一定温度,并将其与含有高碳化合物的材料一起加热,使碳原子渗入钢材的表面层,形成高碳面层。
高碳面层可以提高钢材的硬度和耐磨性,同时保持基材的韧性。
渗碳广泛应用于轴承钢、齿轮和机械零部件等产品的制造中。
氮化是指将钢材加热至一定温度,并在氮化气氛中进行保温处理,使氮原子渗入钢材的表面层,形成氮化层。
氮化可以提高钢材的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能,特别适用于汽车发动机零部件、切削工具和模具等高要求的钢铁产品制造中。
总之,热处理工艺是钢铁行业中的关键应用和创新之一。
通过回火、淬火和淬退、渗碳和氮化等工艺的应用,可以改善钢材的硬度、强度、韧性和耐磨性能,提高其可塑性和使用寿命。
热处理工艺研究与改进
热处理工艺研究与改进热处理工艺是金属材料加工中非常重要的一环,它可以改变材料的微观结构,并且提高材料的力学性能。
因此,热处理工艺的研究和改进对于提高材料的质量和性能至关重要。
热处理工艺分为多种类型,例如淬火、回火、退火、正火等。
实际应用中,热处理工艺的选择要基于材料的化学成分和尺寸,以及所需要的最终性能。
针对不同材料和工艺的需求,热处理工艺的研究与改进也被不断的推进。
以淬火为例,它是通过快速冷却来提高钢铁材料的硬度,同时也降低了材料的韧性。
这种工艺常常被用于需要高硬度但不需要高韧性的部件生产中。
然而,当前的淬火工艺还存在一些问题,比如由于冷却不均匀导致产生裂纹等缺陷,而这些缺陷会很大程度地降低材料的性能。
为了解决这些问题,热处理工艺的研究与改进正在不断进行中。
目前,许多公司都在研究新的淬火工艺,例如针对不同材料设计更为精细的淬火参数,或是使用新材料作为淬水介质等等。
此外,还有许多新的热处理工艺正在被研究,其中有些工艺利用电子束或激光对材料进行加热和淬火,同时也减少了工艺中因传统冷却介质不均匀而导致的缺陷。
除了研究新的工艺之外,过程控制也是热处理工艺研究与改进的重要方面之一。
过程控制可以实现对加热和冷却速度的精确控制,确保生产出满足要求的高质量材料。
为此,许多企业都在研究自动控制系统,以更好地控制热处理过程中的温度参数,从而达到更高的工艺稳定性和均匀性。
最后,热处理工艺的研究与改进也需要重视环境保护和资源利用方面的问题。
例如,传统热处理过程中会产生很多废水和废气,对环境造成极大的污染。
因此,热处理工艺的改进也要考虑到减少污染物的排放和资源的循环利用。
例如,在淬火过程中,可以通过回收水源将冷却水进行循环利用,减少水的浪费和对环境的污染。
在短短的几十年间,热处理工艺已经实现了从传统手工操作到自动化、智能化和数字化的转变,同时也一直在不断地研究和改进中。
我们相信,在未来,随着技术的不断发展和人们对绿色生产和高品质产品的要求不断提高,热处理工艺也将会取得更大的进步和发展。
热处理工艺的改进提高材料的机械性能与耐用性
热处理工艺的改进提高材料的机械性能与耐用性热处理工艺在材料加工中起着非常重要的作用。
通过适当的热处理工艺改进,可以提高材料的机械性能与耐用性。
本文将探讨几种常见的热处理工艺改进方法,并说明它们对材料性能的影响。
一、淬火处理淬火是一种常见的热处理工艺,通过迅速冷却材料,使其达到较高的硬度和强度。
在淬火过程中,材料的组织结构会发生改变,晶粒变细并形成马氏体结构。
这种改变可以提高材料的硬度和强度,但也会导致材料变脆。
为了解决淬火后材料的脆性问题,人们提出了间歇淬火和回火处理的方法。
间歇淬火是在材料快速冷却后,将其迅速加热至适当温度保持一段时间再冷却。
这样可以在保持一定硬度的同时减少材料的脆性。
回火是将淬火后的材料加热至适当温度,并保持一段时间,通过调控回火温度和时间可以获得不同的硬度和韧性。
二、时效处理时效处理是指在一定温度下保持材料一段时间,使其产生细小的析出相。
这种处理方法常用于合金材料的热处理。
时效处理可以提高材料的强度和抗腐蚀性能。
在时效处理过程中,合金材料中的溶质原子会在晶界或晶内析出形成颗粒,这些颗粒可以有效地阻碍位错运动和晶界滑移,提高材料的强度。
同时,析出相也能够吸附和中和有害元素,改善材料的耐腐蚀性能。
三、表面改性处理除了对材料整体性能的改进,热处理还可以通过表面改性处理提高材料的耐用性。
表面改性处理包括渗碳、氮化、镀层等方法。
渗碳是一种通过在材料表面加碳,在高温下使碳渗透入材料内部形成硬化层的方法。
这种方法可以提高材料的硬度和耐磨性。
氮化是一种将氮气渗透到材料表面形成氮化层的方法,可以提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
镀层是在材料表面涂覆一层金属或合金,提高材料的抗腐蚀性和耐磨性。
总结:热处理工艺的改进可以显著提高材料的机械性能与耐用性。
通过合理选择和优化热处理工艺,可以使材料达到更高的硬度、强度和韧性,同时提高其抗腐蚀性能和耐磨性。
淬火处理、时效处理和表面改性处理是常用的热处理方法,每种方法都有其特定的应用领域和效果。
热处理工艺的控制与优化确保材料质量与性能
热处理工艺的控制与优化确保材料质量与性能热处理工艺在材料加工中起着至关重要的作用,通过控制和优化热处理工艺,可以确保材料的质量与性能达到最佳状态。
本文将探讨热处理工艺的控制与优化方法,以提高材料的质量和性能。
一、热处理工艺控制的必要性热处理是通过对材料进行加热、保温和冷却等过程,使其组织结构和性能发生变化的一种方法。
热处理工艺的控制对于确保材料的质量和性能具有重要意义。
首先,通过精确控制加热温度和保温时间,可以确保材料达到所需的显微组织状态,进而影响材料的强度、硬度、耐磨性等性能指标。
其次,适当的冷却速率也对材料的性能具有重要影响,过快或过慢的冷却速率都可能导致材料性能的下降。
因此,热处理工艺的控制对于材料质量和性能的稳定性以及生产效率至关重要。
二、热处理工艺控制的方法1. 温度控制热处理过程中的加热温度是影响材料组织结构和性能的重要参数之一。
因此,在热处理工艺中,必须精确控制加热温度,以确保材料达到所需的显微组织状态。
为了实现温度控制,可以使用专业的热处理设备,如炉子或炉膛。
这些设备通常配备有温度控制系统,可以根据需要自动调节加热温度。
此外,对于一些对温度要求较高的热处理工艺,还可以使用热处理模拟软件进行模拟分析,以确定最佳的加热温度范围。
2. 保温时间控制除了加热温度外,保温时间也是影响材料性能的重要参数之一。
在保温过程中,材料的组织结构将发生相应的变化,并影响材料的性能。
因此,在热处理中,必须控制保温时间以确保材料达到所需的显微组织状态。
保温时间的控制一般通过设定保温时间,并使用计时器进行监控。
针对不同材料以及不同热处理工艺,保温时间的要求也不同,需要根据具体情况进行调整。
3. 冷却速率控制除了加热温度和保温时间外,冷却速率也是热处理工艺中必须控制的重要参数之一。
不同的冷却速率将导致不同的材料组织结构和性能。
在热处理工艺中,冷却速率的控制一般通过采取不同的冷却介质和方式来实现。
例如,可以使用水、油、空气等作为冷却介质,并根据需要调整冷却速率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
侧板热处理工艺的改进
摘要:材质为42crmo的侧板,要求φ1100端面和带齿侧面表淬,对于侧齿,无论同时加热淬火还是连续喷冷淬火,风险都很大,而且端面必须留有软带,几种工艺经过反复比较论证,得出最佳工艺方案,使硬度和淬硬层深度完全满足图纸的要求。
关键词:表面淬火淬硬层深度渗碳氮化
中图分类号:tg154文献标识码: a 文章编号:
前言:现如今,随着科技的高速发展,人们对产品要求越来越高。
笔者根据多年的行业工作经验认为,作为厂方所制造的产品能否打入国际先进国家市场,制作工艺很重要。
本文着重讨论工艺问题,只有采用世界第一流的工艺,才能生产出世界第一流的产品。
与划时代的技术进步密切相关的新材料开发及各种尖端技术是受
到广泛注意的中心议题。
对于未来技术发展来说,进行这些研究是非常重要的,随着现有基础技术的推广应用和相关技术的进步,这些传统材料的热处理技术也将有很大的改进和发展。
材质为42crmo的侧板(见下图1,2),图纸要求调质hb241-286, φ1100外圆的齿部和端面表淬,硬度hrc54-60,层深2-6mm。
侧面小齿表淬时,无论同时加热还是连续加热,尖角效应非常明显,加之,齿部结构很容易散热,致使工件淬火时冷却很快,容易出现掉齿或齿部开裂的现象;而且我们现有中频设备功率仅能满足≤400mm宽平面的表淬,对φ1100端面的表淬,必须分几次表淬,这样势必存在软带,严重影响后续使用。
该侧板生产周期短,且为
批量件,通过何种热处理工艺来满足图纸要求迫在眉睫。
1热处理工艺方案的讨论
1.1表面淬火
鉴于侧面小齿表淬时尖角冷速快,易掉齿,经与用户协商同意取消表淬带齿侧面,仅对φ1100端面扫平面淬火,由于设备功率限制,一次仅能完成400mm宽的平面连续喷淬,且感应器每端还有15mm 左右的盲区,φ1100平面只能分2~3次淬,软带形状如图3或图4。
软带面积较大,且软带处的硬度太低,几乎为基体硬度
(hb241-286),严重影响后续使用。
扫平面淬火,感应器用的是外磁场加热,工件和感应器间隙较小,约1mm左右,而且400mm长的感应器必须加导磁体驱磁,这样加热深度不可能太深,加之材料淬透性和工件留量的限制,层深勉强能达到下线层深。
综上所述,表面淬火无法满足使用要求,该工艺方式不可取。
图3的软带环宽约15mm,直线型软带宽约30mm;图4的软带宽约15mm。
1.2氮化
氮化后硬度虽然可以满足图纸要求,但层深较浅(≥0.4mm),耐用性太差。
氮化件一般为成品氮化,齿尖由于尺寸太小,几乎渗透,加之氮化组织比较脆,该处明显脆化,很容易磕掉。
氮化处理依然无法满足使用的要求。
1.3渗碳淬火
材质改为20crmnmo, 渗碳淬火时,工件要立着放在工装架上,支平垫实,严禁平放在工装上,防止工件大端面淬火时,由于冷却不同时而导致较大的变形。
渗碳通常渗层能达到4-5mm,再深很难渗入。
渗碳前,如果齿部位不加工,淬火风险降低。
渗碳面余量(标准为0.7mm)单边0.9mm,只要渗到3.5mm左右就能达到齿尖所要求的最低层深,但齿形开出后,齿沟由于渗层不足导致没有硬度而影响使用;沟底如果达到要求的层深,考虑留量,渗层必须按6mm 控制,6mm的层深很难达到,所以齿形必须开出渗碳。
图纸中齿槽部分为r5mm的半圆,考虑到齿槽全部开出后齿太薄,渗碳淬火易淬裂或掉齿,但如果不开出齿形,渗碳淬火完后再开齿形,会导致齿槽沟底无硬度,最终与机加工艺协商,渗碳淬火前r5mm可按
r2.5mm加工齿槽。
非渗碳部位余量可以加大到10mm,这样不仅增加了工件结构强度,减少了变形,而且即使变形也可借用加工。
非渗碳面淬火前按圆环、圆饼类零件的淬火双边余量1.8mm,渗碳面淬火前不加工。
通过上述几种工艺方式的比较可知,表面淬火无论加热还是冷却,风险较大,而且硬度有软带,会影响到使用;氮化风险降低,硬度合格,但层深太浅,齿顶脆化,依然无法满足使用的要求。
开出齿形,渗碳淬火可以完全达到图纸对硬度和层深的要求,硬度和层深均匀,而且渗碳淬火的风险远远低于表面淬火,渗碳组织的耐磨性远优于表淬的组织,对该件而言,渗碳淬火无疑是最佳工艺方
式。
2渗碳淬火
通过上述论证,材质改为20crmnmo,开出齿形淬火完全可行。
该批工件渗碳前r5的齿形按r2.5加工,φ1100端面单面0.9mm, 其余非渗碳面10mm留量。
渗碳、淬火装炉时,工件φ1100外圆立于工装上,930℃渗碳,层深按5mm控制,渗碳结束,工件返冷加工,非渗碳面按单面流量5mm加工,渗碳面不加工,840℃油冷淬火,240℃回火,结果硬度为hrc56-58, 成品测定层深为2.3mm, 可见层深和硬度完全满足图纸要求,工件变形在留量范围内。
3结论
通过表淬,氮化,渗碳淬火几种工艺的比较论证可知,材质由42crmo改为20crmnmo,开出齿形淬火完全可行,实践也证明其完全可行,硬度和层深完全满足图纸和使用的要求,得到用户的广泛好评。
参考文献
1] 崔忠圻.金属学与热处理[m].北京:机械工业出版社,2007
2] 雷延权.金属热处理.e艺方法.500种.北京:机械工业出版社,2004.
3] 安运铮.热处理工艺学.机械工业出版社.1986
4] 刘永铨.钢的热处理[m].北京:冶金工业出版社.1981 注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。