热处理变形原因分析及其控制
cr12mov热处理后加工变形

cr12mov热处理后加工变形
摘要:
1.cr12mov 材料特性
2.cr12mov 热处理过程
3.cr12mov 加工变形原因
4.减少cr12mov 加工变形的措施
正文:
CR12MOV 是一种高强度、高硬度、高韧性的冷作模具钢材料,由于其优异的性能,被广泛应用于各种冷作模具的制造。
然而,在经过热处理后,
CR12MOV 材料在加工过程中容易产生变形,这给模具的制造和使用带来了不少困扰。
下面我们来分析一下CR12MOV 热处理后加工变形的原因及应对措施。
首先,CR12MOV 材料的特性决定了它在热处理过程中容易产生变形。
CR12MOV 钢属于高碳合金钢,碳含量较高,使得钢的硬度和强度得到提高,但塑性和韧性降低。
在热处理过程中,碳原子和合金元素会发生扩散,从而导致晶粒长大和碳化物析出,使钢的硬度和强度进一步提高。
但同时,塑性和韧性会继续降低,这使得CR12MOV 在热处理后加工过程中更容易产生变形。
其次,CR12MOV 热处理过程中,由于温度、保温时间、冷却速度等因素的控制不当,可能导致热处理组织不均匀,从而使钢的性能发生不均匀变化,进一步加大加工变形的可能性。
针对CR12MOV 热处理后加工变形的问题,可以采取以下措施来减少变
形:
1.合理控制热处理工艺参数,如加热速度、保温时间、冷却速度等,以保证热处理组织均匀;
2.在加工过程中,采用适当的切削参数和刀具材料,以降低切削力和热量,减少加工过程中的变形;
3.对模具结构进行优化,尽量避免应力集中,以降低加工变形的风险;
4.在加工过程中,对模具进行适当的时效处理,以消除内应力,降低变形。
球墨铸铁的热处理分析及解决方法

球墨铸铁的热处理分析及解决方法球墨铸铁是一种重要的工程材料,具有优良的力学性能和耐磨性。
然而,在使用过程中,由于各种原因,球墨铸铁可能会出现一些问题,如变形、裂纹、硬度不均匀等。
这时,可以通过热处理来解决这些问题。
本文将分析球墨铸铁的热处理问题,并提出解决方法。
首先,球墨铸铁的热处理常见问题之一是变形。
球墨铸铁的热处理时,由于不均匀加热或急冷等原因,容易出现变形现象。
解决这一问题的主要方法是控制加热温度和冷却速度。
在加热过程中,应采用均匀加热的方法,避免局部过热;在冷却过程中,应选择适当的冷却介质和冷却速度,避免温度梯度过大。
其次,球墨铸铁的热处理中可能出现的问题是裂纹。
裂纹通常是由于内应力过大引起的。
解决裂纹问题的方法包括适当的预热和退火处理。
预热可以减轻内应力,提高热处理的成功率;而退火处理可以缓解内应力,提高零件的延展性,减少裂纹的产生。
此外,球墨铸铁的热处理中还可能出现硬度不均匀的问题。
球墨铸铁的硬度主要由铁素体和珠光体的比例决定。
如果硬度不均匀,一般是由于珠光体的形貌和分布不均匀引起的。
解决硬度不均匀的方法包括适当的退火处理和控制热处理过程中的冷却速度。
退火处理可以使珠光体更均匀地分布在铸件中,提高硬度的均匀性;而控制冷却速度可以使珠光体形成更细小的球状,进一步提高硬度的均匀性。
此外,还有一些其他常见的球墨铸铁热处理问题,如氧化、贝氏体转变等。
解决这些问题的具体方法需要根据具体情况来定。
例如,对于氧化问题,可以选择合适的炉气调节和瓦斯清洁方法,避免在加热过程中产生氧化;对于贝氏体转变问题,可以通过控制退火温度和保温时间来解决。
综上所述,球墨铸铁的热处理的主要问题包括变形、裂纹、硬度不均匀等。
解决这些问题的方法包括控制加热温度和冷却速度,适当的预热和退火处理,控制热处理过程中的冷却速度等。
同时,对于其他常见的问题如氧化、贝氏体转变等,也需要根据具体情况选择合适的解决方法。
通过科学的热处理方法,可以提高球墨铸铁的性能和质量,延长其使用寿命。
滚丝轮真空热处理变形原因分析及改进措施

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铸铁 管漏 水事 故原 因及 防治
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垫上橡胶, 石棉绳 , 软质垫料等。 安上夹具 , 锁紧即 可 。 _丝堵堵漏。当铸铁管 , 4 4 有砂眼, 小的孔洞等 泄漏时, 可以钻孔攻丝, 以丝堵堵塞即可。5 4 换管。
对于铸铁管 , 当换管的长度不长时f 如小于 1 m, 01 则由于承插 口有一段重合长度 , 安装起来则应留 有一定的硬镶调解间隙。即实际镶接时的接管长 度 要 比镶接 间距 略短 。 一般 隋况下 管经 D 3O m N 0m 以上时短 3 r 0 m。为使镶接顺利 , a 两根镶接管的长 度应基本相同。D 0 m N70 m最小镶接长度为 1m 0 ( 即单根 管管长 5 ) N 0 m m, 5 O m最 小镶接长度为 D 6 D 3O m, N 0 mm以下不得小于 4 4 m。. 6密封剂堵漏。 密封剂堵漏技术是以管道在运行状态 ,使用密封 剂 进行 堵漏 的一 项技 术措 施 。根 据管 道输送 介 质 的性质 , 泄漏修补 , 而建立新 的密封结构系统。 从 当管道泄漏时, 可制作专用的套管, 套于管子的泄 漏部位,做为固定密封剂的外套 ,防止密封剂外 溢, 以便构成新 的密封空间 , 用注入密封空间 , 用 注入器( 密封刺射枪) 在高于泄漏介质系统的压力 下注入密封空间, 使注入密封压力与泄漏介质系 统 的压力相持平并维持一定温度,促使密封剂迅 速固化, 使之构成一个新的密封结构 , 消除介质的 泄漏。 _套管。 4 7 适用于裂缝不长或断裂的钢管, 用 比事故管 大二 级 的钢管 ,切较 裂缝或 断 口长 3 0 m的钢管, 0r a 延轴线方向从中间断开, 在两个半 管安在事故点 , 并将两个半管焊接成整管 , 按铸铁 管 打 口方式 将管 两段 打 口即可 。4 . 8快速接 头 。快 地 壳 的变动 不匀 , 铸铁 管断 裂。 使 管的裂 纹 引起 的泄 漏 。焊 接方 法是 先 延裂 纹焊 一 速接头是近年来各地教普遍的接头管件 ,其类似 3防治措施 。 .选择合格管材。 3 1 选择正规厂 遍 , 再延裂纹的左右按线焊接 , 形成类似拉筋性质 于伸缩节。适用于铸铁管的各种事故。安装方法 家生产的优质管材 , 有合格证 , 有试验报告 , 签定 的焊缝。4 2更换垫片紧固螺栓 。适用于法兰连接 是 , 将铸管事故段断掉 , 取与事故管管经相 同的铸 保质合同, 有进货, 运输中防止管道碰裂 , 要有预 密封泄漏的常用修理方法 , 若法兰本身有损伤, 则 式钢管 , 断取事故管段长度 , 然后用两套快速接头 防措施 。某市一水厂 , 采用 D 0 N30水煤气管作供 需要更换法兰。 3夹具陪 卡) 4 堵漏。 适用于铸铁管 将新换管段与原管段相连 , 紧固即可。 水管路 , 0 7 米管线施工后试压,发现 f 0 L 处管道漏 裂缝小 , 口短 , 裂 一般不超过 i0 m长。 0m 在裂缝 E
钢件热处理变形的原因总结

钢件热处理变形的原因总结
引起热处理变形的因素颇多,总括起来,基本上有三点:
1、固态相变时,各相质量体积的变化必然引起体积的变化,造成零件的胀与缩的尺寸变化;
2、热应力,包括急热热应力和急冷热应力,当它们超过零件在该温度下所具有的屈服极限时,将使零件产生塑性变形,造成零件的形状变化,即歪扭,或称为畸变;
3、组织应力也会引起形状的改变,即畸变。
一般说,淬火工件的变形总是由于以上的两种或三种因素综合作用的结果,但究竟哪一个因素对变形的影响较大,则需要具体情况作具体的分析。
总的来说,体积变化是由相变时比容的改变而引起的。
马氏体的质量体积比钢的其他组成相的质量体积要大,热处理时钢由其他组成相转化为马氏体时,必然引起体积的增加。
而奥氏体的质量体积要比钢的其他组织质量体积要小,在热处理时由其他组成相转变为奥氏体时,则引起体积的减小。
关于形状的变化,歪扭或称为畸变,主要是由于内应力或者外加应力作用的结果。
在加热、冷却过程中,因工件各个部位的温度有差别,相变在时间上有先后,有时发生的组织转变也不一致,而造成内应力。
这种内应力一旦超过了该温度下材料的屈服极限,就产生塑性变形,引起形状的改变。
此外工件内的冷加工残余应力在加热过程中的松弛,以及由于加热时受到较大的外加应力也会引起形状的变化。
在热处理时可能引起体积变化和形状变化的原因见下表。
表中“体积变化原因” 一栏未列入钢因热胀冷缩现象而产生的体积变化,钢由淬火加热温度到零下温度进行冷处理,均随温度的变化而有相应的体积变化,因热胀冷缩而引起的体积变化不均匀乃是热应力产生的原因,而且对变形有相当的影响。
热处理可能引起体积变化和形状变化的原因。
金属材料热处理变形的影响因素与控制策略

金属材料热处理变形的影响因素与控制策略摘要:热处理是金属材料加工的重要环节,其处理的好坏直接关系到金属材料的加工质量。
目前,金属材料在多种因素的作用下会产生形变,从而对其性能产生一定的影响。
所以,对金属材料的变形进行有效的控制就显得尤为重要。
本文重点讨论了金属材料热处理过程中的各种影响因素及控制方法,以期为今后的发展提供一定的借鉴。
关键词:热处理;金属材料;变形因素;控制策略引言采用热处理工艺进行金属材料的加工和制造,可以从根本上改变其化学性质和物理形态,使其性能得到进一步的提高,满足了经济和社会的需要。
由于对热处理工艺和工作环境的要求很高,因此,在实际应用中,金属材料在热处理过程中往往会出现一些变形,为了降低发生变形的可能性,提高产品的质量和水平,必须从当前的发展现状出发,深入研究影响到金属材料的变形原因及其控制策略。
一、金属材料热处理变形的影响因素(一)热应力引起的变形热应力作用下的变形主要出现在热应力形成的早期,此时工件的内部处于高强度的塑性状态。
由此,在初始热应力(表面是拉应力,心部是压应力)超出了钢材的屈服强度,从而产生了塑性变形。
1、加热时产生的热应力引起的变形在入炉时,工件的表面会受到热量的影响而发生膨胀,随着加热温度的升高,材料的线性膨胀系数也随之增大。
对于热处理变形量小的工件,应首先进行预热,然后逐步升温至更高的温度,以减少加热过程中的热应力。
在低温度和低变形的氮化过程中,缓慢的加热往往是降低变形的一种有效途径。
2、冷却时产生的热应力引起的变形工件在冷却过程中所引起的热应力大于在加热过程中所引起的热应力。
尤其是在盐水中冷却的碳钢件,由于温度和温度的变化,会产生较大的热应力。
(二)组织应力引起的变形1、组织应力引起的变形组织应力导致的变形,是导致材料体积发生改变的重要原因。
由于不同组织的比容,在淬火和冷却时,体积的改变是不可避免的。
该变形特征是,工件的各个部件的大小以相同的速度膨胀或缩小,而不会对工件的外观产生影响。
管壳式换热器整体焊后热处理变形的原因分析

- 70 -技术交流石油和化工设备2018年第21卷管壳式换热器整体焊后热处理变形的原因分析和凯(中海油石化工程有限公司, 山东 青岛 266101)[摘 要] 本文针对管壳式换热器整体焊后热处理发生变形的现象,从管理角度及发生变形的根本原因进行分析,提出质量控制的建议及措施,确保换热器整体焊后热处理的质量。
[关键词] 换热器;焊后热处理;变形;质量控制作者简介:和凯(1985—),男,陕西人,西安石油大学毕业,本科学历,中级职称。
现在中海油石化工程有限公司工作。
管壳式换热器是给各类生产装置提供能量交换的设备,在石化行业中发挥着重要作用。
管壳式换热器因设计参数的不同,可以采用不同的管壳式换热器类型,同时在选材方面也有很大的选择空间。
对于不同材质的管壳式换热器,在焊后热处理时要根据材质的特性、消除应力时所需的温度、是否采取防变形措施等因素选择热处理方案。
焊后热处理的目的是消除焊接残余应力,改善焊缝及热影响区的性能。
根据热处理方式的不同可分为:整体炉内焊后热处理、整体炉外焊后热处理、局部焊接热处理等多种方式。
1 管壳式换热器焊后热处理近年来,在工程建设领域的承包方式中,EPC 模式越来越常见,且业主可以将风险转移至EPC 承包商,但是EPC 承包商为了保证其工程的利润,通常在招标过程中,采用低价中标的原则选择制造商,经验丰富的制造商可以给工程保值,而管理不善、经验缺乏者就会给工程带来负担。
某EPC 承包商应业主的要求,采用ASME 标准制造一台满足工艺要求及设计参数的换热器,一般情况下,EPC 承包商的设计方不直接对制造商出具设计、制造图纸,只提供设计参数,由制造商在合同工期内自主完成设计及制造过程,EPC 承包商只对其设计、制造过程的文件进行严格审查,确保满足工艺及质量要求。
制造商根据设计参数完成换热器的设计图纸,并交与EPC 承包商进行图纸审查,审查通过后制造商安排车间生产,由于采用ASME 标准,本次换热器的材质均为ASME 材质,主要热处理部件材质如下:(1)壳体材质、管箱材质、折流板材质均为:SA-516 70N ,属于中低温压力容器用钢板;(2)管板材质为:SA-266,属于优质结构碳素钢;(3)换热管材质为:SA-179,属于低碳无缝钢管。
影响淬火热处理变形的原因
影响淬火热处理变形的原因淬火是将钢件加热到临界温度以上,保温适当的时间,然后以大于临界冷却速度冷却,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺,它是强化钢材的最重要的热处理方法。
大量重要的机器零件及各类刀具、刃具、量具等都离不开淬火处理。
需要淬火的工件,经过加热后,便放到一定的淬火介质中快速冷却。
但冷却过快,工件的体积收缩及组织转变都很剧烈,从而不可避免地引起很大的内应力,容易造成工件变形及开裂。
由于淬火变形影响因素非常复杂,导致变形控制十分棘手。
而采用校直办法纠正变形或通过加大磨削加工余量,都会增加成本,因此研究钢件淬火热处理变形的影响因素,提出防止变形的措施是提高产品质量、延长零部件使用寿命、提高经济效益的重要课题。
零件热处理变形原因分析1 热应力引起的变形钢件在加热和冷却过程中,将发生热胀冷缩的体积变化以及因组织转变时新旧相比容差而产生的体积改变。
零件加热到淬火温度时,屈服强度明显降低,塑性则大大提高。
当应力超过屈服强度时,就会产生塑性变形,如果造成应力集中,并超过了材料的强度极限,就会使零件淬裂。
导热性很差的高碳合金钢,如合金模具钢Cr12MoV、高速钢W18Cr4V之类的工具钢,淬火加热温度很高,如不采用多次预热和缓慢加热,不但会造成零件变形,而且会导致零件开裂而报废。
此外,铸钢件和锻件毛坯,如果表层存在着一层脱碳层,由于表层和心部导热性能不同,在淬火加热较快时,也会产生热应力而引起变形。
冷却时由于温差大,热应力是造成零件变形的主要原因。
2 组织应力引起的变形体积的变化往往与加热和冷却有关,因为它和钢的膨胀系数相关。
比容的变化导致零件尺寸和形状的变化。
组织应力的产生起源于体积的收缩和膨胀,没有体积的膨胀,就没有组织转变的不等时性,也就没有组织应力引起的变形,导致热处理变形的内应力是热应力和组织应力共同作用形成的复合应力,热应力和组织应力综合作用的结果是不定的,可能因冷却条件及淬火温度的不同而产生不同情况,淬火应力是由急冷急热应力及由组织转变不同时所引起的应力综合构成的。
热处理变形产生的原因及控制方法
热处理变形产生的原因及控制方法1. 引言热处理是一种常用的工艺,用于改善金属材料的机械性能。
然而,热处理过程中常常会引起材料的无意变形,对最终产品的质量造成影响。
本文将探讨热处理变形产生的原因以及相应的控制方法。
2. 原因热处理变形产生的原因可以从以下几个方面来分析:2.1. 内应力释放热处理过程中,材料内部会产生应力,特别是在急冷或急热的情况下。
当材料的结构发生变化时,这些应力会引起材料的塑性变形,导致尺寸变化或形状失真。
2.2. 相变效应在热处理过程中,金属材料的组织可能发生相变。
例如,当钢材经过淬火过程时,奥氏体会转变为马氏体。
这种相变过程会引起材料的体积变化和形状失真。
2.3. 不均匀加热或冷却如果热处理过程中加热或冷却不均匀,材料的局部温度会存在差异。
这种温度差异会导致材料的非均匀膨胀或收缩,从而引起变形。
3. 控制方法为了减少热处理产生的变形,可以采取以下控制方法:3.1. 控制加热和冷却速率合理控制加热和冷却速率,避免过快或过慢,可以减少材料的变形。
在进行急冷或急热处理时,可以采取预先控制的温度梯度,以缓解内应力的释放。
3.2. 优化工艺参数通过调整热处理过程中的工艺参数,如温度、时间和冷却介质等,可以最大限度地减少材料的变形。
合理选择工艺参数,可以提高材料的均匀性和稳定性。
3.3. 采用合适的支撑结构对于形状复杂的工件,可以采用合适的支撑结构来减少变形。
支撑结构可以提供一定的约束,防止材料发生不受控制的变形。
4. 结论热处理变形是热处理过程中常见的问题,但通过合理的控制方法可以有效减少其影响。
合理控制加热和冷却速率、优化工艺参数以及采用合适的支撑结构都是减少热处理变形的有效途径。
这些控制方法可以提高最终产品的质量和性能。
---以上是关于热处理变形产生的原因及控制方法的内容。
请基于以上内容,进一步完善和添加具体细节,使文档达到800字以上的要求。
齿轮渗碳淬火热处理变形的分析与改进
齿轮渗碳淬火热处理变形的分析与改进在现代机械组合中齿轮是最常见、应用最多的零件之一,轮船、飞机、汽车、起重机等几乎所有的机械中都有齿轮的存在,足见其作用和用量之大。
在机械使用过程中时有齿轮失效情况的发生,主要包含轮齿疲劳折断与齿面疲劳损伤等问题。
现阶段制造生产齿轮的过程中,进行渗碳淬火热处理仍然是主流工艺,不过该方式存在一个较大的弊端,即为齿轮渗碳淬火热处理后的变形问题,该弊端大大降低了齿轮的质量。
标签:齿轮;渗碳处理;淬火处理、热处理变形;改进措施加工过程中对齿轮进行合理的热处理有利于增强其承载能力并提升其使用寿命,热处理应用较多的方式为渗碳淬火,该方法能有效提升齿轮的性能,不过该方式工序较为复杂,时常会因某些因素而导致齿轮出现变形等现象。
影响热处理变形的原因有很多,例如齿轮的结构、材料、锻造质量、预备热处理质量等等,而且这些因素还相互影响,很难控制,笔者对齿轮渗碳淬火热处理变形现象做了细致合理的分析,并针对其处理工艺等情况拟定了有效改善措施。
1 齿轮参数及热处理工艺1.1 齿轮参数本文所选齿轮材质:20CrMnTiH,具体参数为:模数=1.191mm、左旋25°、公法线=16.44(-0.05,0)mm、齿顶圆直径Φ=39.831(-0.1,0)mm、内径Φ=16(0,+0.018)mm。
该齿轮是对称中空结构,且内径、外径较大,无腹板支撑,壁厚相对薄,对其进行热处理较易发生变形。
1.2 齿轮热处理工艺该齿轮热处理工艺分别通过长度15米的渗碳淬火炉与长度8米的回火炉进行,具体工艺流程为:将齿轮放入渗碳炉中,经三小时由室温匀速升至(920±5)℃,之后恒温渗碳三小时,渗碳结束后经四十分钟匀速降温至(860±5)℃,之后恒温淬火五十分钟,其中淬火液需为80℃,之后对其进行为期2小时、温度为(160±5)℃的低温回火,原有工艺中齿轮进行渗碳时为四只齿轮分别平放。
cr12mov热处理后加工变形
cr12mov热处理后加工变形摘要:1.概述CR12MOV 材料2.CR12MOV 的热处理过程3.热处理后的加工变形现象4.加工变形的原因分析5.预防和解决加工变形的方法正文:CR12MOV 是一种高性能合金工具钢,广泛应用于制造各种冷作模具和工具。
在实际应用中,为了提高其硬度和耐磨性,通常需要对其进行热处理。
然而,在热处理后,CR12MOV 材料往往会出现加工变形的现象,给后续加工带来困难。
本文将分析CR12MOV 热处理后的加工变形现象,探讨其原因,并提出相应的预防和解决方法。
CR12MOV 的热处理过程主要包括淬火和回火两个阶段。
淬火是将CR12MOV 材料加热至某一温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质(冷却速度较快的介质)中快速冷却,以提高其硬度。
回火是将经过淬火的材料重新加热至某一温度,并保持一段时间,以降低其内部应力,提高韧性。
这两个过程对CR12MOV 材料的组织结构和性能有着重要影响。
在热处理后,CR12MOV 材料可能出现的加工变形现象包括弯曲、扭曲、裂纹等。
这些变形现象会对模具和工具的使用造成严重影响,甚至导致其报废。
因此,分析加工变形的原因,寻找有效的预防和解决方法具有重要意义。
加工变形的原因分析:1.残余应力:热处理过程中,材料内部会产生很大的应力,如果这些应力没有得到有效释放,会导致材料在加工过程中产生变形。
2.温度差异:热处理后的材料在加工过程中,由于内外层温度差异,会产生热胀冷缩现象,导致材料变形。
3.不均匀热处理:热处理过程中,如果温度分布不均匀,会导致材料内部组织结构不均匀,从而影响其加工性能。
预防和解决加工变形的方法:1.控制热处理温度和时间,确保热处理过程的均匀性,减小内部应力。
2.采用适当的冷却介质和冷却速度,以控制淬火过程中的温度梯度,降低变形风险。
3.在加工前进行充分的预热,使材料内外层温度趋于一致,减小热胀冷缩引起的变形。
4.采用合理的加工工艺和刀具,尽量减小切削力和切削热对材料的影响。
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热处理变形原因分析及其控制
作者:张力芹孔秀苓任致远
来源:《商品与质量·学术观察》2013年第10期
摘要:结合热处理的生产特点对零件热变形原因进行分析,进而对其进行控制。
关键词:淬火变形热应力组织应力屈服强度淬透性渗碳
引言
热处理变形主要是由于处理过程中产生的热应力和组织应力以及工件自重变形等共同作用而产生的。
影响淬火变形的因素很多,包括零件的几何形状、原材料及冶金质量、锻造和机加工的残余应力、装料方式和热处理工艺等诸多方面。
减少变形,能够提高零件的承载能力和使用寿命,降低噪音,对减少后期产品加工余量,降低生产成本都具有重要意义。
一、变形产生的原因
零件变形包括尺寸变化和几何形状变化,一般情况下两种变形往往同时产生。
无论是那种变形都是由于热处理时工件内部的热应力和组织应力综合作用的结果的。
当应力大于材料的屈服强度时变形就会产生,因此,淬火变形还与钢的屈服强度有关,材料塑性变形抗力越大,其变形程度就越小。
二、影响热处理变形的因素
1、材料淬透性
材料淬透性是影响热处理变形的主要因素之一,淬透性带宽较小变形较小;反之则变形较大。
因而在设计齿轮选材时,在淬透性能满足心部要求前提下,应尽可能控制好淬透性带,以利于变形规律的统计和摸索,D16、D20变速器中档位齿材料选用DSCM436H、轴类材料选用DSCM419 H均为保证淬透性材料(即满足淬火后齿轮心部有足够的硬度)。
根据材料的热处理性能,在允许情况下,可通过改变热处理方法来达到设计要求,即将选材与热处理方法有机的结合起来,以免降低热处理工艺性能,造成不必要的变形,甚至产生不合格品。
2、钢的原始组织:
材料化学成份波动较大,有害夹杂物含量高,钢锭偏析严重,带状组织超差等对零件变形控制造成先天性缺陷,为避免这类问题,目前公司对原材料进行了严格的控制,如下表化学成份:
钢种 C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu N Al(sol)
DSCM 436H 0.33~0.40 0.15~ 0.35 0.60~ 0.80 0.035 max 0.020~ 0.040 0.20 max 0.70~0.90 0.30~ 0.40 0.30 max --- 0.020~ 0.045
DSCM 419H 0.18~0.23 0.15~ 0.35 0.60~ 0.80 0.035 max 0.020~ 0.040 0.20 max 0.50~0.70 0.30~ 0.40 0.30 max 0.008~ 0.015 0.020~ 0.045
其中特别对铜和铝含量做出的规定,是保证原料为热轧钢材、本质细晶粒钢。
同时晶粒度对变形有着明显的影响,因而要严格控制晶粒度尺寸及混晶,齿轮通常要求晶粒度在6-9级,由于冷挤加工工艺的特点,使这类零件毛坯组织中存在混晶现象,因此对其变形控制不是很理想。
3、几何形状
零件结构过于复杂,往往在淬火时应力分布不均匀,而产生不规则变形。
因此,零件设计时,在满足使用性能的条件下,要尽可能兼顾热处理变形。
4、机加工余量
机加工由于在进给量、工件各部位加工余量及加工方式上的差异,可导致工件各部位残余应力性质不同和应力分布不均衡,致使工件在淬火时发生变形。
为此,要严格控制进刀量和换刀频次,避免工件热处理后造成的不良影响,如:齿套类零件曾经出现过热处理后变量过大,并存在缩口现象,经调查是内孔花键拉刀没按规定进行换刀,切削应力过大,从而引起零件热处理后变形量过大。
5、预先热处理
锻件质量的控制:1)合理的锻造流线和锻造比;2)严格控制锻件利用率;3)加强锻后热处理控制。
三、热处理控制变形的措施
渗碳淬火是控制零件变形的重要环节,一般可以在以下几方面加以控制:
3.1、装炉方法
零件在加热时摆放形式不合理,则会产生因工件自重在高温下产生蠕变而引起的变形,或因工件加热及冷却不均而产生变形,因此采用合理的装料方式就十分重要。
在设计五档主动齿
轮改进料架时就也充分考虑了前者对工件变形的影响。
五档主动齿轮共有4种型号,按尺寸分为两大类,
如上图,由于齿顶圆和齿根圆、及非加工表面处的外圆存在差异,为保证4种型号的五档主动齿轮能用同一种料架,最初设计料架时考虑了如下3种方案示意图,如下:
图1
图2
图3
1)采用图1方案:会产生因工件自重在高温下蠕变而引起的变形,对工件平面度有较大的影响;
2)采用图2方案:由于T1.4T和V2.0与L1.6和L1.8五档主动齿轮尺寸不同,后两型号的齿轮,淬火时料架上的支撑点对工件齿面的变形有影响,同时齿底面还存在磕碰的隐患;
3)采用图3方案:合理地设计支撑部位尺寸,可以使4种型号的五档主动齿轮同时避免上述两方案的问题。
各种齿轮、轴渗碳淬火一般采用串挂、平放,是最基本的装料方法,也衍生出相关一些较特殊的装料方式,如:
1)对于轴类工件尽量保持垂直装料,零件重心放在下半部分。
2)如主减速类工件采用双排料棒串放或双支撑串放,在保证平面度的同时可减小在高温下产生蠕变。
3)带内花键类的齿轮,中间加实心芯棒、平放,可以减小花键的喇叭口,目前五档主动齿轮装炉方式已做出加实心梅花芯柱的调整。
4)对于外型结构特殊的产品,增加辅助夹具,减小产品不同部位间的冷速差异,减小变形。
如采取加放垫圈,孔径加盖等措施。
3.2、渗碳与淬火温度选择
通常采用的渗碳温度为920—930℃.淬火温度为AC3以上30-50℃。
一般情况下,淬火温度越高,工件截面上的温差越大,使热应力增加,工件变形增大;渗碳温度越高,降低了奥氏
体塑性变形的抗力,变形越大(在原材料状态较差时更为明显)。
从减少变形角度出发,尽量选择较低的渗碳和淬火温度对变形是有利的。
选择860-880℃之间较低渗碳温度以及AC1-AC3之间的亚温淬火工艺,可以受到非常好的效果。
至于AC1-AC3之间具体淬火温度的选择,还要视零件的模数大小,以及对心部组织的要求而定。
淬火温度过低会造成心部游离状铁素体的析出。
3.3、淬火介质
淬火介质是影响变形的重要因素,为了减小变形,一般可选用冷却较缓和的介质(对流阶段冷速较低
3.4、其他手段
此外对于少数在常规的可控气氛炉上很难达到其变形要求的零件,可采用专用夹具和淬火压床,低压渗碳气淬等工艺,是解决这一问题的较好途径,但是也增加了热处理在设备、人员方面的成本。
因此常规的大批量生产应尽量在上面介绍的几种方法中加以选择。
需要指出的是以上介绍的方法在实际生产中往往需要几种同时应用,有时会取得意想不到的效果。
结束语
1、热处理变形的产生因素是多方面的,是原材料、锻造、机加工、零件形状、热处理工艺等多方面作用后的集中体现,因此控制热处理变形需要多方面的共同配合。
2、通过选择适当的热处理工艺,在一定的范围内可以减小变形的产生。
参考文献:
1.《金属热处理原理》赵连城主编哈尔滨工业大学出版社;
2.《热处理手册》中国机械工程学会热处理学会《热处理手册》编委会编。