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高頻淬火的調(diào)節(jié)螺釘

時(shí)間：2015-06-09 22:00:11 來源：作者：

高頻淬火的調(diào)節(jié)螺釘。該螺釘?shù)牟牧蠟?/span>42CrMo鋼，要求對(duì)呈球狀的端部進(jìn)行高頻淬火，淬火后硬度≥52HRC，淬硬層深度2-4mm。

開始，我們認(rèn)為，要求的硬化層較深，是該工藝的熱處理關(guān)鍵。初試時(shí)采用了較長(zhǎng)的加熱時(shí)間。試驗(yàn)工藝和結(jié)果如表1所示。雖然表面硬度和淬硬深度都達(dá)到要求，但淬火部位出現(xiàn)較長(zhǎng)的裂紋。同時(shí)，因加熱時(shí)間長(zhǎng)，還產(chǎn)生了0.15mm的脫碳層。

表1 初試工藝及結(jié)果

陽(yáng)壓/kV	陽(yáng)流/A	柵流/A	加熱時(shí)間/s	冷卻介質(zhì)	淬硬層深度/mm	硬度/HRC	脫碳層深度/mm
11	3	0.6	8	自來水浸淬	3.4-3.9	54	0.15

經(jīng)過分析，我們認(rèn)為淬裂和表面脫碳都可能是加熱時(shí)間過長(zhǎng)引起的。為此，采取了幾種縮短加熱時(shí)間的試驗(yàn)方案，試驗(yàn)工藝及結(jié)果如表2所示。

表2 縮短加熱時(shí)間的工藝及結(jié)果

序號(hào)	陽(yáng)壓/kV	陽(yáng)流/A	柵流/A	加熱時(shí)間/s	冷卻介質(zhì)	淬硬層深度/mm	硬度/HRC	脫碳層深度/mm	裂紋
1	11.0	2.4	0.50	7.0	自來水浸淬	3.2-3.8	54	0.120	發(fā)現(xiàn)幾條細(xì)小裂紋
2	10.5	2.4
3
4

序號(hào) 工藝參數(shù) 檢測(cè)結(jié)果

2 0.40 6.5 自來水浸淬 3.2-3.7 55 0.100 存在

3 10.5 2.2 0.35 5.5 自來水浸淬 2.8-3.3 55 0.030 存在

4 10.5 2.2 0.35 5.0 自來水浸淬 2.5-3.1 55 0.005 存在

按表2的方案將加熱時(shí)間縮短后，淬火硬度和淬硬深度仍然達(dá)到要求。方案4的加熱時(shí)間縮短到5s，還可以把表面脫碳層深度減少到0.005mm，但是，這幾個(gè)方案都沒能解決淬火開裂問題。

根據(jù)我們以往的經(jīng)驗(yàn)，使用適當(dāng)濃度的聚乙烯醇溶液淬火，可能解決42CrMo鋼淬裂問題。于是，在上述工藝試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，安排了兩種濃度的聚乙烯醇水溶液作冷卻介質(zhì)的試驗(yàn)方案。試驗(yàn)工藝及結(jié)果如表3所示。

表3 聚乙烯醇水溶液的試驗(yàn)工藝及結(jié)果

序號(hào) 工藝參數(shù) 檢測(cè)結(jié)果

陽(yáng)壓/kV 陽(yáng)流/A 柵流/A 加熱時(shí)間/s 冷卻介質(zhì) 淬硬層深度/mm 硬度/HRC 脫碳層深度/mm 裂紋

1 10.5 2.2 0.35 5.0 0.3%聚乙烯醇溶液 2.5-3.1 54 0.005 存在

2 10.5 2.2 0.35 5.0 0.5%聚乙烯醇溶液 2.5-3.1 54 0.005 存在

兩種濃度的聚乙烯醇都未能解決淬裂問題。這時(shí)，我們想到，在(金屬熱處理)雜志上曾經(jīng)看到，用PAG類新型水溶性淬火劑成功解決了合金結(jié)構(gòu)鋼感應(yīng)加熱淬火開裂的問題的文章[1]。最終選擇了北京華立精細(xì)化工公司并購(gòu)買了PAG淬火劑今禹8-20。按照該公司的建議，我們安排了濃度為10%的兩種試驗(yàn)。試驗(yàn)的工藝和結(jié)果如表4所示。

表4 今禹8-20的試驗(yàn)工藝及結(jié)果

序號(hào) 工藝參數(shù) 檢測(cè)結(jié)果

陽(yáng)壓/kV 陽(yáng)流/A 柵流/A 加熱時(shí)間/s 冷卻介質(zhì) 淬硬層深度/mm 硬度/HRC 脫碳層深度/mm 裂紋

1 10.5 2.2 0.35 5.0 今禹8-20浸淬 2.5-3.1 54 0.005 無(wú)

2 10.0 2.2 0.35 5.0 今禹8-20浸淬 2.4-2.8 54 0.005 無(wú)

淬裂問題解決了，熱處理要求全部達(dá)到了。但淬硬層深度不夠均勻。檢查淬火工件的截面，發(fā)現(xiàn)球面端部的邊緣淬硬層淺，而中間部分比較深。

作為對(duì)比，我們檢查了原件的淬硬層分布。該零件的淬硬層分布與球形端面基本相仿，淬硬層基本是均勻的。

用改進(jìn)后的感應(yīng)器進(jìn)行了一組試驗(yàn)，工藝參數(shù)和結(jié)果如表5所示。經(jīng)檢查對(duì)比，各項(xiàng)指標(biāo)與進(jìn)口件的質(zhì)量相當(dāng)。淬硬層均勻了，全部達(dá)到我們希望的效果。現(xiàn)已按表5工藝進(jìn)行生產(chǎn)。表6是對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果。

表5 改進(jìn)感應(yīng)器后的試驗(yàn)參數(shù)及結(jié)果

工藝參數(shù) 檢測(cè)結(jié)果

陽(yáng)壓/kV 陽(yáng)流/A 柵流/A 加熱時(shí)間/s 冷卻介質(zhì) 淬硬層深度/mm 硬度/HRC 脫碳層深度/mm 裂紋

10.0 2.2 0.35 5.0 今禹浸淬

55 0.005 無(wú)

表6 與進(jìn)口零件的質(zhì)量對(duì)比

分析項(xiàng)目進(jìn)口零件生產(chǎn)件

基體硬度（HRC） 26 28

基體組織細(xì)小索氏體細(xì)小索氏體

球頭硬度（HRC） 54 55

硬化層深度/mm 2.6 2.8

過度區(qū)長(zhǎng)度/mm 0.20 0.30

硬化層組織隱針狀馬氏體≤3級(jí) 隱針狀馬氏體≤3級(jí)

在確定生產(chǎn)工藝的試驗(yàn)中，出現(xiàn)過淬裂、脫碳、淬硬層深度不均等問題。通過分析研究，借助《金屬熱處理》雜志提供的信息，從感應(yīng)加熱時(shí)間、淬火介質(zhì)、感應(yīng)器等方面著手，把問題解決了，并且使調(diào)節(jié)螺釘?shù)臒崽幚碣|(zhì)量達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的質(zhì)量水平。

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