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大型弹簧钢片采用超音频感应淬火设备进行热处理的工艺分析
大型弹簧钢片的材料为厚度3mm的65mn热轧弹簧钢板,其化学成分以及金相组织符合设计要求,热处理后硬度在43-48hrc,平面度≤0.7mm,脱碳层≤0.3mm,表面无裂纹等外观缺陷。为满足上述要求,采用超音频感应淬火设备进行热处理,效果---。
根据65mn具有---淬透性的特点,厚度3mm的薄板采用油冷即可获得要求的硬度和组织性能。淬火采用超音频感应淬火设备进行,用4t的淬火压床喷油冷却,硬度---63hrc,再进行加热回火。但由于该钢片的φ466mm的外边缘与φ17mm孔之间、φ112mm圆周与φ13mm孔之间冷却先于其他部位,因此是淬火应力集中的部位,冷却后的畸变很大(呈s形),在350-380℃回火压紧过程中,上述部位出现裂纹。
分析裂纹产生的具体情况:首先为机械加工应力的影响,φ17mm、φ13mm孔均是在热处理以前已经冲出,在粗磨过程中磨削量过大,两面在磨削过程中均存在较大的机械加工应力,热处理前未及时消除。热应力的影响,该钢具有过热敏感性,淬火过程中产生较大的淬火应力,脆性增加,要消除淬火后产生的热应力与组织应力,必须及时回火以降低硬度和脆性,提高弹性---、塑性和韧性等,同时该钢具有第二类回火脆性,应在回火结束后快冷,对其进行400-450℃的回火,是为了满足显微组织和硬度的需要,而此时已经将引起钢片微塑变的主要因素消除或明显减弱。
为了获得要求的硬度、组织、变形量,对粗磨后的钢片增加500-600℃的一边高温回火,内孔淬火设备的用途,其目的是消除磨削时存在的加工应力;针对淬火应力和脆性大的具体情况,将淬火加热温度降低10℃左右,采用4t压床喷油冷却,减小淬火应力;提高回火温度,加快其组织转变的速度以及提高回火后的冷却速度;以及改进设计结构等。
fw250分度头主轴采用高频淬火设备进行热处理的具体工艺
fw250分度头主轴的材料为45钢。热处理技术要求:除法兰盘与中部硬度≤30hrc,其余为45-50hrc。为满足其技术要求,采用高频淬火设备进行热处理,效果---。
(1)工艺流程 下料一锻造一正火一粗加工一调质一机械加工一φ48.2mm段局部淬火、回火一机械加工一感应淬火、回火一精加工。
(2)热处理工艺
1)正火。采用高频淬火设备,加热温度为830-850℃,出炉空冷。
2)调质。毛坯经粗加工后进行调质处理。其淬火加热温度为820-840℃,先水淬30s左右再入油冷却;高温回火温度为610-630℃,空冷。淬火硬度***50hrc,回火后硬度为235-265hbw。
3)φ48.2mm尺寸局部淬火、回火。选用高频淬火设备进行局部淬火。其淬火加热温度为820-840℃,先水淬20s左右再入油冷却;回火加热温度为340-360℃。
局部淬火部位硬度为45-50hrc,径向圆跳动不大于加工余量的1/2。
4) 法兰盘与中部感应淬火、回火。采用高频淬火设备,感应器选择自喷水式结构,其内径为淬火部位外径+(4-6mm)。淬火冷却介质为清洁水。其淬火加热温度为880-900℃,阳极电压为13.5kv,阳极电流为6a,屏极电流为1.2a,主轴连续淬火的相对移动速度为100mm/min。回火温度为280-300℃,回火后,硬度<30hrc。
5)校直。对个别畸变超差件,可采用200kn液压校直机校正。校直后进行低温回火,以消除残余应力。
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。

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