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机用锯条坯采用中频淬火机进行退火热处理,产生脆断缺陷的原因是什么?
机用锯条是切割机械的重要切割刃具,工件材料为W9Mo3Cr4V(W9)钢带。锯条生产加工流程为:热轧钢带一退火一刨背一铣齿一冲圆弧及孔一磨齿一分齿一热处理等。经中频淬火机退火后技术要求为锯条坯应具有较高的韧性和冷塑性。生产中发现,锯条工作中有时发生脆断和撕裂失效破坏。3、20CrMnSi钢属低碳合金钢,其自身具有良好淬透性和高回火稳定性,冲击韧性高,淬火后硬度大于50HRC,其回火后的热处理基体硬度确保了其良好综合力学性能。
现场检验发现,W9高速钢脆断和撕裂表现形式不同,有时发生铣齿掉齿现象,有时出现刨边撕裂坑,有时出现冲圆弧及孔时产生裂边现象,有时发生分齿时掉齿现象,甚至发生锯条坯掉在地上摔断碎裂等。其共同特点是工件塑性低劣,是冷脆性的表现,称为脆性断裂。硬度检验表明,锯条硬度值为213-255HBW;脆断工件试样光谱检验表明,工件中Sn的质量分数量超标,均大于0.18%,而正常值应为0.013%;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。初步判断工件脆断和锡含量严重偏高有关。
分析认为,机用锯条产生脆断破坏的根本原因是工件中锡元素严重偏析超标造成的。资料介绍,不锈钢中Sn的质量分数大于0.02%时,将产生网状裂纹及角裂,工件中Sn的质量分数大于0.18%,是产生网状裂纹和角裂缺陷Sn含量的10倍。当锡在钢材晶界偏聚,超过一定量时,使工件冲击韧度急剧下降,机用锯条正是出现上述情况。由于过量锡在晶界偏聚产生严重偏析和局部Sn含量严重超标,使工件韧性大大下降,导致工件脆断。有资料提出,W9高速钢中Sn的质量分数应在0.05%以下,这对生产中提出了一个有益的参考技术数据。主要表现在以下方面:(1)铸铁是Fe一C一Si三元合金,其共析转变发生在一个相当宽的温度范围内,在这个温度范围内存在着铁素体十奥氏体十石墨的稳定平衡和铁素体十奥氏体十渗碳体的准稳定平衡。
根据以上分析,提出防止锯条脆断失效的技术防止措施是:在炼钢时严格控制有害元素含量,工件坯料入厂时严格检验,防止有害元素超标钢件混入,以确保加工产品(工件)质量安全。
揭秘螺钉采用高频感应淬火机进行热处理的具体工艺
螺钉是手表上的重要零件。它的材料为50钢,硬度要求为(530±30)HV。为满足上述要求,不少厂家采用高频感应淬火机进行热处理,效果良好,满足了工作的需要。
1、制造工艺路线
冷镦一再结晶退火一搓丝一铣槽一淬火一串光一回火一电镀。
2、热处理工艺
(1)再结晶退火:采用高频感应淬火机进行,温度为650-700℃,空冷,硬度≤180HV。
(2)淬火:淬火温度为820-840℃,油淬;串光后进行300-320℃的回火热处理。
曲轴的感应加热表面淬火
曲轴在大量生产中,广泛采用感应加热表面淬火。淬火方法通常有:采用整圈分开式感应器,曲轴在静止状态下的感应淬火方法和采用半圈淬火感应器,曲轴在旋转状态下的感应淬火方法。
曲轴半圈淬火感应器由有效圈,外侧板,定位块,淬火冷却装置等四个主要部分组成,电流通过有效圈将电能转变成热能,它是由异形紫铜管焊接成一个串联的8字形回路的半圆形施感导体。
曲轴是一个形状复杂的零件,采用整圈分开式感应器使曲轴在静止状态下感应淬火时,感应器所产生的纵向磁场,由于曲柄对磁场的屏蔽,是被加热的曲轴轴颈圆周及轴向各部位产生极大的差异,导致淬火后轴颈圆周各处的轴向硬化区差异极大,静止状态下感应加热,感应器与轴颈的位置相对固定,感应器和轴颈圆周各处的经向间隙无法保持一致,导致淬火后轴颈圆周硬化层深度不均,因此,此种淬火方法已越来越少被采用。5)启动移动台车电动机,通过PLC变频器变频调整台车行进速度。
采用半圆淬火感应器曲轴旋转感应加热方法,不仅因为改变了感应器产生的磁场方向,由纵向变为横向,基本消除了曲柄对磁场的屏蔽,从而淬火后轴颈各处的硬化区保持均匀,而且由于曲轴相对感应器做旋转,感应器靠定位块对轴颈做相对的柔性跟踪旋转运动,感应器藉助于定位块,能稳定保持干一个起与轴颈的间隙,保证了淬火后轴颈硬化层深度的均匀性和稳定性。因此,曲轴半圈感应器旋转加热淬火正越来越被广泛运用。40mm的薄垫,装胎具卡紧后再提高温度10-20℃后重新回火。
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,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。为了保证加工质量,对热处理后的导轨进行质量检验是非常有必要的。
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。为满足此要求,不少厂家采用超音频淬火电源进行热处理,效果良好。