60鋼板狀零件感應(yīng)淬火設(shè)備淬火變形分析和工藝改進(jìn)

鋼板零件是PFSU型齒輪測(cè)量?jī)x上的重要零件，工件材料圍60鋼，板材厚度為≤25mm，工件經(jīng)調(diào)質(zhì)，機(jī)加工后進(jìn)行平面感應(yīng)加熱淬火處理，要求工件表面有2-3條寬16-18mm的淬硬帶區(qū)。技術(shù)要求為：淬火硬化區(qū)硬度≥60HRC，淬火硬化層深度≥1mm，板件平面彎曲度誤差≤0.3mm。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，采用常規(guī)平面感應(yīng)加熱淬火后，板狀零件彎曲度誤差達(dá)0.5-0.80mm，工件變形嚴(yán)重超標(biāo)，而變形過(guò)大板件矯正時(shí)易發(fā)生斷裂失效。為此，對(duì)板狀零件平面感應(yīng)加熱淬火變形缺陷及工藝進(jìn)行了檢驗(yàn)分析，并進(jìn)行多項(xiàng)減少板型零件感應(yīng)加熱淬火變形工藝改進(jìn)試驗(yàn)，凸輪軸淬火設(shè)備新款，其中4項(xiàng)試驗(yàn)效果良好，達(dá)到了技術(shù)要求變形指標(biāo)，并應(yīng)用于生產(chǎn)中。

板狀零件感應(yīng)加熱淬火設(shè)計(jì)了感應(yīng)器，感應(yīng)淬火與高溫正火加熱時(shí)，板型零件移動(dòng)速度為（3-5）mm/s，低溫淬火時(shí)為10-12mm/S，感應(yīng)器與工件表面間隙取2-3mm。

（1）相反平面不對(duì)稱低溫預(yù)淬火試驗(yàn)，頂板預(yù)先在非淬火平面中部低溫預(yù)淬火熱處理，然后進(jìn)行兩條淬火硬化帶淬火處理，板平面彎曲度誤差為0.2-0.3mm，符合技術(shù)要求，變形凹向淬火平面。

（2）局部雙平面同事感應(yīng)加熱表面淬火試驗(yàn)，前板經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，采用長(zhǎng)縫隙感應(yīng)器雙面同時(shí)加熱一次淬火，處理后前板平面彎曲度誤差≤0.1mm，質(zhì)量?jī)?yōu)良。

（3）正反兩平面輪換表面淬火試驗(yàn)，主滑板處理后，工件平面彎曲度誤差≤0.2mm變形稱凹向3條淬火帶平面狀態(tài)。

綜合上述，上述三種工藝改進(jìn)感應(yīng)加熱淬火試驗(yàn)均達(dá)到板狀零件淬火后變形彎曲度誤差≤0.3mm的技術(shù)要求，工件表面硬度＞60HRC，硬化層深度≥2.1mm，滿足了板件感應(yīng)淬火要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。上述工藝改進(jìn)方法已應(yīng)用于生產(chǎn)中，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益明顯，生產(chǎn)運(yùn)行良好。

中頻淬火爐對(duì)溢流閥滑閥進(jìn)行熱處理的具體工藝

滑閥是液壓閥的主要零部件，它與閥體組成摩擦副，工作過(guò)程中需承受巨大的摩擦力，為此，生產(chǎn)上要求滑閥具備一定的強(qiáng)度和韌性。為了滿足此要求，很多廠家采用中頻淬火爐進(jìn)行熱處理，效果良好。

溢流閥滑閥的材料為45鋼，技術(shù)要求為：硬度55-60HRC，淬硬層深度3-3.2mm。它的加工工藝流程為：鍛造-正火-機(jī)加工-感應(yīng)淬火-回火-機(jī)加工。

正火：采用中頻淬火爐進(jìn)行，加熱溫度為（850±10）℃。

感應(yīng)淬火：同樣采用中頻淬火爐進(jìn)行，加熱溫度為880-900℃，噴水冷卻，在φ36mm，φ12.3mm，φ14mm處分三次完成。

回火：加熱溫度為（180±10）℃。

很多廠家采用上述工藝進(jìn)行熱處理，生產(chǎn)出來(lái)的滑閥硬度及耐磨性大大提高，滿足了工作的需要。更好的是此工藝適合大批量大規(guī)模生產(chǎn)，可以大大提高工人的生產(chǎn)效率。

齒輪采用高頻淬火機(jī)進(jìn)行預(yù)處理工藝產(chǎn)生的影響

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于帶花鍵孔的齒輪采用高頻淬火機(jī)滲碳淬火后內(nèi)孔是收縮的。據(jù)文獻(xiàn)介紹，840℃淬火雖然花鍵內(nèi)孔趨于收縮，但變形的分散度明顯減小，而860℃淬火時(shí)內(nèi)孔變形大，穩(wěn)定分散度也大，因此還是采用840℃淬火為好，淬火過(guò)程對(duì)變形的影響更為顯著。...

工藝的影響：

a.齒坯正火對(duì)滲碳齒輪變形的影響

齒坯正火是滲碳齒輪的一個(gè)預(yù)處理工序，但卻是一個(gè)不可省略或忽視的關(guān)鍵工序。經(jīng)多鏑的生產(chǎn)實(shí)踐證明：齒坯正火質(zhì)量的好壞，不但影響齒輪冷加工性能，而且對(duì)齒輪采用高頻淬火機(jī)終熱處理的變形程度起著重要的作用。

正火溫度采用960℃，比滲碳溫高30℃，使齒還在滲碳前就消除鍛造熱應(yīng)力及組織缺陷，獲得組織一致且均勻的齒坯。低于滲碳溫度的正火往往不能消除鍛造后的應(yīng)力及組織缺陷。高于960℃的正火又容易出現(xiàn)魏氏體組織并使鐵素體呈網(wǎng)狀分布，造成組織不均勻，并且硬度值也高，變形量增大。采用960℃加熱、保溫2.5h 出爐后空冷的正火工藝，基本上消除了鍛造后的內(nèi)應(yīng)力和組織缺陷，以等軸狀的珠光體和鐵素體分布，金相組織為1、2級(jí)，硬度在165～190HB之間，切削性能良好，終熱處理后變形減少，變形規(guī)律也基本一致。所以正確選擇正火工藝并嚴(yán)格執(zhí)行對(duì)于減小變形是十分重要的。

b.滲碳淬火溫度對(duì)變形的影響

20CrNnTi鋼滲碳后采用適宜的淬火溫度對(duì)于減少熱處理的變形或使變形變得規(guī)律化是有很大作用的。經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)，適宜的淬火溫度是830～840℃。如果淬火溫度偏高，則齒輪變形量增大，公法線長(zhǎng)度脹大量也隨著增大。

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于帶花鍵孔的齒輪采用高頻淬火機(jī)滲碳淬火后內(nèi)孔是收縮的。據(jù)文獻(xiàn)介紹，840℃淬火雖然花鍵內(nèi)孔趨于收縮，但變形的分散度明顯減小，而860℃淬火時(shí)內(nèi)孔變形大，穩(wěn)定分散度也大，因此還是采用840℃淬火為好，淬火過(guò)程對(duì)變形的影響更為顯著。

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