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鍛造毛坯等溫正火的影響

時(shí)間：2013-06-21 20:46:11 來(lái)源：作者：

鍛造毛坯等溫正火對(duì)切削加工及滲碳淬火后奧氏體晶粒度、變形的影響齒坯采用等溫正火，能夠?qū)ο嘧冞M(jìn)行控制，即齒坯奧氏體化后，迅速冷卻到A1以下的珠光體相變溫度等溫，使相變?cè)诘葴販囟认逻M(jìn)行，由于等溫正火能夠有效地控制冷卻時(shí)的相變，使相變?cè)诘葴販囟认逻M(jìn)行，避免了帶狀組織超差，非平衡組織(α- Fe魏氏體組織、貝氏體組織、馬氏體組織)的出現(xiàn)，為切削加工及滲碳淬火做了組織和性能上的準(zhǔn)備。
　　1.等溫正火對(duì)切削加工的影響
　　鋼件的切削加工性能對(duì)于大批量、連續(xù)化、多刀切削生產(chǎn)的汽車(chē)制造至關(guān)重要。如前所述，鋼件的切削加工性能主要取決于其力學(xué)性能和顯微組織，而力學(xué)性能又受顯微組織的影響，普通正火因其奧氏體化后在空氣中連續(xù)冷卻，使其冷卻慢的部位容易形成鐵素體帶和珠光體帶相互交錯(cuò)的帶狀組織。這類(lèi)組織熱處理變形大，帶有各向異性，影響加工表面的粗糙度，冷卻快的部位容易形成粒狀貝氏體組織、增加毛坯的硬度，不利于零件的加工，并對(duì)其后的熱處理變形產(chǎn)生影響。由于等溫正火較普通正火能夠有效地避免貝氏體組織，帶狀組織等非正常組織的出現(xiàn)，能夠有效地控制正火后的硬度，滿(mǎn)足160～180HBS的硬度要求。因此，等溫正火處理的鋼件切削加工性能較普通正火大大提高。
　　我廠于2001年1月份研制了等溫自動(dòng)正火線(xiàn)，將鍛造毛坯的普通正火改為等溫正火。鍛造毛坯采用等溫正火處理后，我廠下工序底盤(pán)廠鋼件的切削加工性能明顯提高，在產(chǎn)量提高的情況下，2001年全年刀具消耗較2000年降低1/3，且提高了零件加工精度，降低了廢品率，降低了零件表面粗糙度。
　　2.等溫正火對(duì)滲碳淬火后奧氏體晶粒度的影響
　　實(shí)施利用鍛造余熱等溫正火工藝，需要解決鋼件停鍛后奧氏體晶粒粗大且在冷卻時(shí)不能細(xì)化、而在滲碳后又必須具有細(xì)小的奧氏體晶粒的問(wèn)題，需對(duì)鍛造余熱等溫正火滲碳淬火后的奧氏體晶粒大小進(jìn)行測(cè)定。將經(jīng)鍛造余熱等溫正火爐處理的22CrMo試樣放入坩堝中，以石墨粉作保護(hù)劑，放入加熱爐，模擬滲碳加熱，重新加熱到930℃，保溫90min，而后淬火冷卻。經(jīng)拋光后用60℃的含有0.5%～1%烷基璜酸鹽苦味酸飽和水溶液腐蝕，測(cè)定奧氏體晶粒大小(熱蝕法)，如圖1所示。同時(shí)將模擬鍛后直接淬火處理的試樣也用熱蝕法腐蝕，測(cè)定奧氏體晶粒度，即為滲碳淬火前原始奧氏體晶粒度。鍛造余熱等溫正火處理的試樣經(jīng)滲碳淬火后的晶粒大小與原始晶粒比較，晶粒顯著細(xì)化，晶粒度可達(dá)9級(jí)以上，而原始晶粒度達(dá)3級(jí)左右。由此可以得出，經(jīng)鍛造余熱等溫正火獲得的粗大鐵素體+珠光體組織，在后序滲碳加熱時(shí)可以重新細(xì)化，獲得細(xì)小、均勻的奧氏體晶粒。研究證明，加熱原始組織為有序粗晶粒組織(非平衡組織馬氏體、貝氏體等)時(shí)，可能導(dǎo)致形成的奧氏體晶粒與原始組織晶粒相同的形狀、大小和取向，出現(xiàn)組織遺傳現(xiàn)象。而加熱原始組織為等軸狀先共析鐵素體和珠光體的平衡組織時(shí)，粗大晶粒的性質(zhì)發(fā)生根本性改變，可以使晶粒重新細(xì)化。
　　3.等溫正火對(duì)零件滲碳淬火后變形的影響
　　對(duì)選用22CrMo鋼制造的汽車(chē)后橋減速器從動(dòng)錐齒輪分別進(jìn)行普通正火與等溫正火處理，經(jīng)機(jī)械加工及滲碳淬火后，比較零件變形情況。在對(duì)比變形試驗(yàn)中，保證每種零件的機(jī)加工藝及熱處理滲碳淬火工藝相同，從而對(duì)比普通正火與等溫正火對(duì)零件變形的影響。后橋減速器從動(dòng)錐齒輪變形要求為:平面度≤0.10mm，橢圓度≤0.08mm。各隨機(jī)抽樣100件成品零件進(jìn)行測(cè)量，預(yù)處理為普通正火的零件變形分布規(guī)律見(jiàn)圖3；預(yù)處理為等溫正火的零件變形分布規(guī)律見(jiàn)圖4。
　　以后橋減速器從動(dòng)錐齒輪為例進(jìn)行變形分析，在預(yù)處理為普通正火的成品零件中隨機(jī)抽樣100件，橢圓度、平面度超差的不合格零件，共29件，其變形符合要求的合格品率為71%。從圖3中可以看出，無(wú)論是內(nèi)孔變形還是平面變形，其變形數(shù)據(jù)集中在上限比例偏高，占60. 7%，變形數(shù)據(jù)在下限比例僅占10%～15 %，而且樣本極差偏大，樣本均值偏技術(shù)要求上限。由此可見(jiàn)，預(yù)處理為普通正火的零件，滲碳淬火后其變形統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分布不是一個(gè)合理的分布，數(shù)據(jù)離散程度較大。在預(yù)處理為等溫正火的成品零件中隨機(jī)抽樣100件，橢圓度、平面度不合格零件共2件，其變形符合要求的合格品率為98%。從圖4中可以看出，內(nèi)孔、平面變形數(shù)據(jù)比較集中，變形數(shù)據(jù)的85 %～90 %落在中下限，而且樣品極差和均值也比較小。由此可見(jiàn)，預(yù)處理為等溫正火的零件，滲碳淬火后其變形統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分布比較合理，概率密度曲線(xiàn)近似正態(tài)分布。

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