60鋼板狀零件感應(yīng)淬火設(shè)備淬火變形分析和工藝改進(jìn)

鋼板零件是PFSU型齒輪測(cè)量?jī)x上的重要零件，工件材料圍60鋼，板材厚度為≤25mm，工件經(jīng)調(diào)質(zhì)，機(jī)加工后進(jìn)行平面感應(yīng)加熱淬火處理，要求工件表面有2-3條寬16-18mm的淬硬帶區(qū)。技術(shù)要求為：淬火硬化區(qū)硬度≥60HRC，淬火硬化層深度≥1mm，板件平面彎曲度誤差≤0.3mm。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，采用常規(guī)平面感應(yīng)加熱淬火后，板狀零件彎曲度誤差達(dá)0.5-0.80mm，工件變形嚴(yán)重超標(biāo)，而變形過大板件矯正時(shí)易發(fā)生斷裂失效。為此，對(duì)板狀零件平面感應(yīng)加熱淬火變形缺陷及工藝進(jìn)行了檢驗(yàn)分析，并進(jìn)行多項(xiàng)減少板型零件感應(yīng)加熱淬火變形工藝改進(jìn)試驗(yàn)，其中4項(xiàng)試驗(yàn)效果良好，達(dá)到了技術(shù)要求變形指標(biāo)，并應(yīng)用于生產(chǎn)中。

板狀零件感應(yīng)加熱淬火設(shè)計(jì)了感應(yīng)器，感應(yīng)淬火與高溫正火加熱時(shí)，板型零件移動(dòng)速度為（3-5）mm/s，低溫淬火時(shí)為10-12mm/S，感應(yīng)器與工件表面間隙取2-3mm。

（1）相反平面不對(duì)稱低溫預(yù)淬火試驗(yàn)，頂板預(yù)先在非淬火平面中部低溫預(yù)淬火熱處理，然后進(jìn)行兩條淬火硬化帶淬火處理，板平面彎曲度誤差為0.2-0.3mm，符合技術(shù)要求，變形凹向淬火平面。

（2）局部雙平面同事感應(yīng)加熱表面淬火試驗(yàn)，前板經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，采用長(zhǎng)縫隙感應(yīng)器雙面同時(shí)加熱一次淬火，處理后前板平面彎曲度誤差≤0.1mm，質(zhì)量?jī)?yōu)良。

（3）正反兩平面輪換表面淬火試驗(yàn)，主滑板處理后，工件平面彎曲度誤差≤0.2mm變形稱凹向3條淬火帶平面狀態(tài)。

綜合上述，上述三種工藝改進(jìn)感應(yīng)加熱淬火試驗(yàn)均達(dá)到板狀零件淬火后變形彎曲度誤差≤0.3mm的技術(shù)要求，工件表面硬度＞60HRC，硬化層深度≥2.1mm，滿足了板件感應(yīng)淬火要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。上述工藝改進(jìn)方法已應(yīng)用于生產(chǎn)中，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益明顯，生產(chǎn)運(yùn)行良好。

高頻淬火機(jī)的基本工作原理：　　

將工件放在用空心銅管繞成的感應(yīng)器內(nèi)，通入中頻或高頻交流電后，在工件表面形成同頻率的的感應(yīng)電流，將零件表面迅速加熱（幾秒鐘內(nèi)即可升溫800～1000度，心部仍接近室溫）后立即噴水冷卻（或浸油淬火)，使工件表面層淬硬更多使用淬火設(shè)備的案例和方案歡迎您的來到。a.淬火件含碳量過低 應(yīng)預(yù)先化驗(yàn)材料成分，保證淬火件的含碳量。

b.表面氧化，脫碳嚴(yán)重，淬火錢要清理零件表面的油污，斑跡和氧化皮。

c.加熱溫度太低或是加熱時(shí)間太短 正確調(diào)整電參數(shù)和感應(yīng)器與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，鏈輪淬火設(shè)備的用途，以提高加熱溫度和延長(zhǎng)保溫時(shí)間?？梢苑荡闱皯?yīng)進(jìn)行感應(yīng)加熱退火。

d.零件旋轉(zhuǎn)速度和零件（或感應(yīng)器）移動(dòng)速度不協(xié)調(diào)而形成軟帶， 調(diào)整零件轉(zhuǎn)速和零件（或感應(yīng)器）移動(dòng)速度。當(dāng)零件移動(dòng)速度1-24mm/min時(shí)，零件旋轉(zhuǎn)速n=60r/min即可避免淬火軟帶的形成。

e.感應(yīng)器高度不夠或感應(yīng)器中有氧化皮 適當(dāng)增加感應(yīng)器高度，經(jīng)常清理感應(yīng)器。

機(jī)用鋸條坯采用中頻淬火機(jī)進(jìn)行退火熱處理，產(chǎn)生脆斷缺陷的原因是什么？

機(jī)用鋸條是切割機(jī)械的重要切割刃具，工件材料為W9Mo3Cr4V（W9）鋼帶。鋸條生產(chǎn)加工流程為：熱軋鋼帶一退火一刨背一銑齒一沖圓弧及孔一磨齒一分齒一熱處理等。經(jīng)中頻淬火機(jī)退火后技術(shù)要求為鋸條坯應(yīng)具有較高的韌性和冷塑性。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，鋸條工作中有時(shí)發(fā)生脆斷和撕裂失效破壞。

現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，W9高速鋼脆斷和撕裂表現(xiàn)形式不同，有時(shí)發(fā)生銑齒掉齒現(xiàn)象，有時(shí)出現(xiàn)刨邊撕裂坑，有時(shí)出現(xiàn)沖圓弧及孔時(shí)產(chǎn)生裂邊現(xiàn)象，有時(shí)發(fā)生分齒時(shí)掉齒現(xiàn)象，甚至發(fā)生鋸條坯掉在地上摔斷碎裂等。其共同特點(diǎn)是工件塑性低劣，是冷脆性的表現(xiàn)，稱為脆性斷裂。硬度檢驗(yàn)表明，鋸條硬度值為213-255HBW；脆斷工件試樣光譜檢驗(yàn)表明，工件中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)量超標(biāo)，均大于0.18%，而正常值應(yīng)為0.013%；初步判斷工件脆斷和錫含量嚴(yán)重偏高有關(guān)。

分析認(rèn)為，機(jī)用鋸條產(chǎn)生脆斷破壞的根本原因是工件中錫元素嚴(yán)重偏析超標(biāo)造成的。資料介紹，不銹鋼中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.02%時(shí)，將產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋及角裂，工件中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.18%，是產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋和角裂缺陷Sn含量的10倍。當(dāng)錫在鋼材晶界偏聚，超過一定量時(shí)，使工件沖擊韌度急劇下降，機(jī)用鋸條正是出現(xiàn)上述情況。由于過量錫在晶界偏聚產(chǎn)生嚴(yán)重偏析和局部Sn含量嚴(yán)重超標(biāo)，使工件韌性大大下降，導(dǎo)致工件脆斷。有資料提出，W9高速鋼中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)在0.05%以下，這對(duì)生產(chǎn)中提出了一個(gè)有益的參考技術(shù)數(shù)據(jù)。

根據(jù)以上分析，提出防止鋸條脆斷失效的技術(shù)防止措施是：在煉鋼時(shí)嚴(yán)格控制有害元素含量，工件坯料入廠時(shí)嚴(yán)格檢驗(yàn)，防止有害元素超標(biāo)鋼件混入，以確保加工產(chǎn)品（工件）質(zhì)量安全。

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