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柴油机高强度螺栓采用中频淬火机进行热处理的具体工艺
大功率船用man32/40柴油机的贯穿螺栓、横向拉紧螺栓、缸盖螺栓等均为高强度螺栓,制作材料均为30cr2mov,其主要化学成分(分数)为:0.26%-0.34%c,0.17%-0.37%si,0.40%-0.70%mn,≤0.035%p,≤0.003%s,2.3%-2.7%cr,0.15%-0.25%mo,0.10%-0.20%v,≤0.20%cu。要求热处理后的硬度为340-370hbw。为满足工作需要,采用中频淬火机进行热处理,效果---。
原生产工艺为860℃油淬+560℃油冷,经此工艺处理后的硬度是370hbw,强度1270mpa,处于要求的上限。由于以上几种螺栓的螺纹为m48×3,且要求滚压一次成形,因其基体强度高,相应的硬度也高,因此在机械加工滚压螺纹时,必须施加较大的压力,导致滚丝轮磨损---,生产成本增加。为此,通过调整回火温度,以降低基体硬度,---抗拉强度在下限的工艺试验,以满足后续加工的要求。
淬火设备为中频淬火机,淬火温度为860℃,油淬;回火温度分别为585℃、590℃和595℃,油冷。
通过实验可以看出,经860℃淬火+595℃回火后,其硬度为345hbw,处于性能要求的下限,同时,其强度也能满足要求。
经860℃淬火+590℃回火后的金相组织为回火索氏体组织,由于回火索氏体组织具有---的综合力学性能,在这种状态下,工件有较高的强度和韧性,完全可以满足工件的性能要求。
曲轴淬火裂纹为什么会产生?及采取的措施
分析曲轴淬火裂纹产生的主要原因,提出采用水槽性淬火介质解决淬火裂纹的措施,---在淬火硬化层范围内,调整中频加热设备参数对淬火裂纹影响到。光滑圆柱面上的淬火裂纹(一类裂纹)都是在周围方向分布,在其他的零件上也是如此,裂纹多为2~3条,平行的挤在一起,长度我4-10mm,---为0.25~08mm。油孔裂纹在油孔轴向两侧呈性存在,尤以薄壁的一侧为多。
淬火裂纹的分析,材料中含有微量的mo是产生一类裂纹的主要原因。曲轴中频淬火,以水为淬火介质这一工艺已经采用40多年,由于以往使用的材料为不含mo的45钢,即使在光滑的表面上故意制造此种裂纹,也很难实现。
半轴中频淬火发生淬火裂纹以及齿环高频淬火发生淬火裂纹也多是因为材料中很有微量的mo造成的。油孔周围的淬火裂纹是因结构因素造成额的。为了加强润滑,曲轴的主轴颈和连杆曲径之间钻有斜油孔,在两个轴颈表面的油孔出口处,形成了两个锐角的薄壁,再加上油孔的轴向两侧由于感应电流绕行,使其两侧加热温度升高,造成局部过热,加上喷水冷却速度太快,使淬火层过深,甚至淬透而产生裂纹。这种结构因素产生的淬火裂纹从建厂以来一直存在,---时从淬透的油孔内壁产生雷文向轴颈表面发展,与圆柱表---贯通时形成c形裂纹。
解决裂纹的措施和机型,很强的裂纹倾向性,是产生大批淬火裂纹的基本原因。当然,由于历史的原因,曲轴中频淬火及时间来一直使用自来水做淬火剂,而水的冷却能力太强,又是引发这种裂纹的重要因素。改用一汽四环一贝多菲尔公司生产的水溶性淬火介质,型号为aquatensidbw,浓度为3%,中频淬火的其他参数不变,淬火合格,完全消除了各种淬火裂纹。
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---的差异,导致淬火后轴颈圆周各处的轴向硬化区差异---,传动轴淬火设备新款,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---不均,因此,此种淬火方法已越来越少被采用。
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---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,---了淬火后轴颈硬化层---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。
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