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销轴淬火产生裂纹的原因及预防措施有哪些?
销轴淬火裂纹的产生原因有哪些?根据以往的经验分析,主要是在热处理工艺以及零件加工工艺这两方面,下面即将展开详细的分析。如果要防止销轴淬火产生裂纹,那应该采取哪些措施?通过以上这些分析,我们可以得出哪些结论或经验?
1.原因分析
(1)热处理工艺
a.发生淬裂的关键原因是销轴在水中冷却时间控制不当,出水过晚,造成销轴淬透,由于组织应力及热应力的共同作用,当销轴表面形成的切向拉应力大于轴缶拉应力,且超过材料的断裂强度时,销轴便发生轴向淬火裂纹。
b.销轴的装炉方式及加热参数不适宜。原先销轴用镀锌铁丝扎编成串后入炉加热,且销轴在高温下经过较长时间的保温,而零件出炉后又没经预冷直接进入淬火淬冷,造成了销轴在炉内受热不均及随后淬冷过程中,上下不同浓度处销轴的冷却状况的差异,铁丝下端销轴更易淬裂。随着加热温度的提高及保温时间的延长,增大了销轴淬裂的倾向。
c.炉温的不均匀性也是值得关注的方面。由于长时间的频繁使用,造成炉丝及炉门的严重损伤,致使在加热过程中,炉口与炉内温度的严重不均。
(2)零件加工工艺
将原材料车削加工成不同形状、尺寸的工件并不困难,关键是在相对落后的生产设备等条件下,能否保证零部件设计要求是所有工艺人员必须考虑的前提。而作为设计人员,在设计各种零部件时,不仅考虑零部件的使用性能,还应根据加工部门使用的设备现状、加工工序及材料成本等综合情况,来选取适宜的材料作为零件用料。只有从设计用材、材料品质、零件加工工序及机架装备尤其是机加刀具的切削性能、热处理设备及实际执行的热处理工艺等综合方面来改善,才是解决问题的根本。
2.预防措施
(1)针对特定的材质及机加工工艺,在热处理设备条件有限的前提下,首先改变销轴的装炉方式,即将销轴用铁丝扎编成串改为铁盘吊装,以保证加热、淬冷及出液时销轴温度的均匀与一致性。
(2)严格控制軮淬火液中的冷却时间。对易裂销轴在淬火液或水中的冷却时间一般按0.25s/mm计,并在冷却过程中上下窜动吊盘,以尽量使工件均匀冷却,到时迅速转入油中或空冷,并将冷至60℃—100℃的销轴立即入炉进行回火。若销轴淬后硬度>HRC56,需注意销轴的淬裂倾向。
(3)因T8A材料的Ac1温度为730℃,一般水淬适宜的加热温度为790℃左右,因此将销轴淬火加热温度调整为800℃,保温时间严格按1.2min/mm共15min后即进行淬火。改用吊盘吊装后,销轴在炉内受热状况趋向一致,同时销轴在水中淬冷时的状态也趋向一致,有利于保证销轴硬度的均匀性。另外,对易裂销轴在淬火前进行740℃×30min短时退火处理,也很有益处。
3.分析总结
(1)在易裂销轴淬火时,不仅要严格控制淬火加热温度、保温时间等基本的热处理工艺参数,同时要注重销轴的装炉及冷却方式,严格控制销轴在冷却介质中的淬冷时间、出水温度、淬后硬度及回火时机。
(2)当销轴多次发生淬裂事故时,不仅要从热处理工艺方面分析问题,还需从选材、材料品质,机加工工艺,尤其是使用的刀具性能、各工序间的安排等多方面进行综合考虑并予以改善。
(3)进行必要的设备更新。随着对产品品质要求的不断提升,仅靠几台老式的热处理设备是很难生产出高品质的热处理零部件的,要考虑更新设备。
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