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高频感应加热机对摇臂轴进行淬火热处理的工艺分析

发布时间 : 2017-05-17
来源:http://www.zzckdz.com/news/92.html
    柴油机摇臂轴属于销轴的一种,在工作过程中,要受到反复的弯曲与疲劳应力的作用,要求具有较高的硬度和良好的耐磨性,一般采用高频感应加热机进行淬火+低温回火热处理可满足要求,热处理后硬度在50-55HRC。下面给大家说一下柴油机摇臂轴的热处理工艺与实施要点。
            1、该轴尺寸简单,技术要求容易得到满足,需要注意的是热处理后棱角的开裂问题,其中最常见的缺陷是在半径2.5mm与圆柱面的交接处出现开裂而剥落。
    出现该缺陷的原因应从摆臂轴的整个机械加工的流程进行分析,半径2.5mm与圆柱面采用车削加工手段,由于原材料在加工后(边缘处)产生严重的加工应力(内应力),而在淬火前又未及时消除,在热处理过程中出现边角处产生裂纹,因此导致表面的剥落。
            2、如果摆臂轴在切削后采用高频感应加热机进行550-600℃的去应力退火处理,彻底消除加工造成的残余应力,则完全可以避免棱角、截面变化大的零件淬火裂纹的产生。也可采用表面淬火处理,避开容易产生质量缺陷的部位。因此要充分考虑零件的机械加工过程可能对于对热处理变形和开裂的影响,尤其是对于薄壁、尖角、形状不对称、形状复杂、键槽、中心孔等,既要在零件的设计中尽可能的避免,也要采取一些必要的防范措施(例如预冷、保护等),只有这样才能确保零件热处理后符合技术要求。
            3、零件热处理前的原始组织状态和应力状态对45钢销轴的热处理质量有重要影响,一般零件在加工前应进行预备热处理(如退火、正火、调质处理等),为热处理提供合格的组织和为淬火做好准备,从而确保其基体的组织符合零件热处理的技术要求,同时改善零件应力状态,降低产生缺陷的因素。事实证明,对于形状复杂、截面突变、精度要求高、变形要求严格的零件,在热处理前或粗加工和精加工序间增加除应力退火工序是十分必要的。另外合理安排零件的工艺路线,即确定预备热处理、机械加工和热处理等工序的位置,是减少热处理过程中的变形和开裂的一个有效的方法和措施。
            4、对于柴油机摇臂轴而言,淬火过程中产生热应力和组织应力是导致其开裂的根本原因,除了结构设计不合理外,也同加热温度、冷却方法和介质等有关。
            5、45钢制作的销轴等零件的淬火开裂的直径范围为5-11mm,因此为防止出现其开裂,在实际的热处理过程中应采取必要的措施,降低淬火加热温度,实现亚温淬火(780~800℃);另外采用预冷的方法,当表面温度降到720-760℃立即水冷;也可选用合适的冷却介质(如三硝溶液、氯化锌-碱水溶液等),确保高温区快冷而低温区的缓慢冷却。采用35、45、T7、T8等材料制造的零件,采用此措施则减少了零件的变形和开裂,有起到防锈和表面清洁的效果,因此应根据销轴的技术要求和服役特点制订合理的加热和冷却方法

            6、如果45钢销轴本身存在带状组织,造成了化学成分的差异,非金属夹杂物等因素叠加才能导致销轴的开裂,因此可以通过调整淬火温度来消除部分含碳量超标的危险,使用较缓和的冷却介质可弱化带状和夹杂物的影响,通过提高回火温度可以改善力学性能等,这需要针对具体的零件进行正确的分析与判断,来选定热处理方法。

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