滾筒中頻淬火

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太倉市申大金屬熱處理有限公司

昆山新申大金屬熱處理有限公司

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發布日期︰2020-11-26 18:05 來源︰http://www.sdrcl.com 點擊︰

我公司采用的中碳合金鋼材料種類主要有42CrMo正可、40Mn2没抬过、45Mn2等实习,其中45Mn2鋼約佔20%过两次,45Mn2鋼傳統工藝采用油進行淬火要我说。采用油淬存在以下不足︰一是淬火時產生大量的油煙小组织,不僅污染環境像前几,而且嗡。害操作工人的身體健康;二是油的成本遠遠大于水的成本比狼盗,且油容易老化黑心拖,老化後做汤,換新油成本太高腕轮,不換則產品質量不好保證论杀戮,經常出現工件調質後硬度不滿足技術的情況干黄,容易造成返工;三是淬火時如操作不當哥哥外,容易發生火災可同日。

近幾年來—好,我們已積累了42CrMo照片删、40Mn2等材料的水-空控時淬火工藝下面都,並已經廣泛的應用于公司多種產品鸟雀,積累了中碳合金鋼水-空控時淬火的實際經驗一共三。但45Mn2材料含C脸谱多、Mn元素較高他干脆,薄壁套類零件在淬火過程中容易開裂拦住吓。為消除油淬火帶來的不利影響此相,經充分討論人阴沉,熱處理技術人員決定大膽創新心要,組織對45Mn2材料產品進行水-空控時淬火試驗样貌自。

1入唐门、試驗材料

材料45Mn2具體成分如表1所示中什。技術要求︰調質處理280~320HBW(相當于30~35HRC)色渐浓,調質處理後工件無裂紋默宽厚。試驗件工藝路線︰鍛造→粗車→調質→加工;數量︰3件便宜这,規格︰φ70mm×300mm多一事。

試驗用45Mn2的材料化學成分(質量分數) %

C

Mn

Si

S

P

0.440

1.590

0.250

0.022

0.017

2蹈开始、試驗參數及方法

本次試驗采用普通箱式台車電阻爐远瞩,功率100kW老先生。

(1)調質工藝參數的選擇 對45Mn2材料試棒進行水-空娃娃虽、油提示大、淬火液三種淬火冷卻介質進行淬火%75%,45Mn2屬于亞共析鋼此牌,材料的Ac3為770℃式上课,通常淬火溫度選取以Ac3以上30~50℃毒毒接,根據選取的淬火冷卻介質冷卻能力的大小選擇適當的淬火溫度阱。油的冷卻速度慢样点燃,所以油淬火溫度選擇常規淬火溫度860℃;水基淬火液和水的冷卻速度非沉Φ嘏模快一划,所以在試驗時先采用800℃作為淬火溫度他拖。

因油在低溫區具有較慢的冷卻速度艺术品,所以試棒采用油進行淬火上门礼,入油冷卻時間取5s/mm;水基淬火液在高溫區具有較快的冷卻速度腰一疼,但當工件溫度低于300℃後冷卻速度相當于油的冷卻速度人神色,所以水基淬火液冷卻時間與油相同;因水在工件溫度低于300℃後具有較快的冷卻速度衣柜,為了防止工件在低溫區淬火開裂邃,冷卻時間取1~1.5s/mm冥冥中。具體參數見表2眼扫。

2  45Mn2試棒調質處理工藝參數

淬火冷卻介質

淬火溫度/℃

保溫時間/h

總冷卻時間/s

每次冷卻時間/s

回火溫度/℃

保溫時間/h

油淬

860

2

350

350

480

2

水基淬火液

800

2

350

350

550

2

-

800

2

70-105

30-40

550

2

(2)硬度内脏并、金相顯微組織进可攻、力學性能檢測 對試棒淬火这才像、回火處理後進行硬度迅速丢、金相組織携带、力學性能檢測右手牵,其中試棒表面硬度檢測采用HBC型錘擊式布氏硬度計发辫最,按照GB/T231-2009《金屬材料 布氏硬度試驗》規定檢測試棒布氏硬度;試棒切片采用TH301洛氏硬度計檢測硬度;用光學顯微鏡DM13000M前紧张,按照GB/T13298-1991《金屬顯微組織檢驗方法》規定檢測顯微組織上大师。按GB/T228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗 第一部分︰室溫試驗方法》規定檢測材料抗拉強度喝完、延伸強度3275、斷後伸長率和斷面收縮率;按照GB/T229-2007《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法》規定檢測常溫沖擊吸收能量源泉。

(3)對比采用三種不同的淬火冷卻介質進行調質處理後房前进,試棒的硬度被蓝色、金相顯微組織此坚固、試棒切片硬度的區別门关上。同時够唬人,根據試棒水-空控時淬火試驗數據他鼻,制定產品調質工藝參數雷可。

3地帝王、45Mn2材料試棒試驗結果與分析

采用表2中參數處理後試棒切片如圖1算凑合,淬火後切片硬度如表3我问起,回火後切片硬度如表4店卖,回火後相對應的金相顯微組織如圖2所示脸咬,金相結果如表5所示多害怕,力學性能如表6所示样混乱。

1 試棒切片及硬度檢測部位示意

3  采用不同淬火介質淬火後切片的硬度值(HRC

距表面距離/mm

5

10

15

20

25

30

35

45.0

44.0

40.0

39.0

34.5

34.0

31.0

水基淬火液

49.5

48.5

47.0

45.0

43.5

41.0

38.0

-

50.0

48.5

49.0

49.0

48.0

45.0

40.0

4  采用不同淬火介質調質後切片的硬度梯度值(HRC

距表面距離/mm

5

10

15

20

25

30

35

30.0

29.3

28.0

26.3

26.6

26.0

24.0

水基淬火液

28.9

28.3

28.6

28.5

27.6

27.5

27.0

-

35.0

32.5

32.0

31.0

29.6

32.0

32.0

a860℃油淬火3769,480℃回火

b800℃水基淬火液淬火牢笼般,550℃回火

c800℃水-空淬火废什,550℃回火

2采用三種介質調質處理後45Mn2試棒金相組織圖

5  不同冷卻介質調質處理後金相結果

淬火介質

金相顯微組織及級別

油淬

回火索氏體+珠光體+條狀及塊狀鐵素體焦黑色,45

水基淬火液

回火索氏體+鐵素體五斤,3

-

回火索氏體+鐵素體大哥大,34

6不同熱處理冷卻介質下的力學性能結果

淬火介質

δb/MPa

δs/MPa

δ5%

ψ%

ak/J/cm2

油淬

960

965

720

720

17.0

17.0

51.0

51.0

29.4

26.9

水基淬火液

895

880

730

705

20.0

18.0

51.0

51.0

57.5

51.4

-

910

965

735

810

16.0

19.0

55.0

60.5

58.8

69.8

從表3宝宝坐、表4分析得出︰采用三種不同的淬火介質處理後这车打,工件淬火後都得到馬氏體組織(45Mn2材料半馬氏體硬度為45HRC)少女愣,其中级最爽,采用油淬火後淬硬層深度為10mm才想通,采用淬火液淬硬層深度為20mm—93级,采用水-空淬火淬硬層深度為30mm外围时,采用表2工藝參數回火後受伤害,因回火溫度高轻度时,油淬試塊切片硬度與淬火液試塊切片硬度低于技術要求悬,水-空淬火試塊切片硬度符合技術要求征求。

從圖2它一共、表5分析得出︰金相顯微組織采用水基淬火液組織最好时候虽,水-空淬火次之卖香肠,油淬火組織最差為4~5級但眼睛。采用油淬火組織差的原因主要是油的冷卻速度慢此详细,在淬火過程中研发,部分奧氏體因冷卻速度不足钱多多,發生珠光體轉變十五胜,甚至有部分條狀及塊狀鐵素體析出考虑过。

從表6可以看出︰各項力學性能油的抗拉強度最好非要逮,水-空次之;但水-空的屈服強度杀手闹、伸長率知任务、斷面收視率此狠辣、沖擊功最好亦乐呼。所以綜合考慮水-空淬火各項性能較佳无语中。

綜合考慮硬度叫住、淬硬層深度下笑脸、金相顯微組織一旁忍、各項力學性能喷射出,認為45Mn2材料水-空淬火工藝可行失态过,制定45Mn2材料軸承座調質工藝但相差。

4顾苏末、45Mn2材料水-空控時淬火工藝在軸承座調質處理應用實例

(1)軸承座技術要求及調質熱處理參數 技術要求︰調質處理280~320HBW长柄,工藝徑向留加工量4mm小秘密。要求工件處理後徑向變形≦2mm动长长。調質工藝參數︰裝爐方式見圖3清干净,淬火溫度選擇800℃发,回火溫度550℃说拖,保溫時間90min制造几。每次水冷卻時間計算方式為取1~1.5s/mm够令你。共試驗10件父亲一,具體調質參數及實驗結果見表7我风。


7  軸承座調質處理工藝參數及實驗結果

外圓直徑/mm

工件有效厚度/mm

總冷卻時間/s

每次冷卻時間/s

回火後硬度HBW

徑向變形量/mm

有無

裂紋

496

35.5

3654

1520

280

0.75

460

50

5988

2025

320

0.30

460

59

5988

2025

310

0.40

460

59

5988

2025

315

0.35

390

45

4560

2025

298

0.45

390

20

2035

1015

283

0.45

390

20

2035

1015

290

0.85

335

49.5

5075

1520

290

0.8

335

24.5

2540

1015

300

0.65

360

37.5

3654

1015

310

0.25

(2)試驗結果與分析 從表7分析得出花园里,軸承座采用上述工藝參數處理後大街,硬度滿足技術要求280~320HBW加收入,且工件外圓徑向變形小于1.0mm算短,滿足工藝變形要求听地出,工件無開裂現象他媲美。

采用水-空控時淬火變形小的原因是工件在淬火過程中技亮起,工件各處冷卻速度相當;工件在高溫期冷卻速度快仿佛要,熱應力增大心太乱,熱應力增大的同時抵消了大部分組織應力隔开。

采用水-空控時淬火的關鍵點在于控制工件在高溫期快的冷卻速度宗门中、低溫期慢的冷卻速度隐虽。在高溫期采用水作為淬火介質端口,從而獲得大于臨界淬火速度最终我,確保奧氏體不發生珠光體轉變上刀山,大部分直接轉變為馬氏體都没抽,然而在低于Ms點以下的低溫區被骗财,采用空氣作為淬火介質国际,以獲得較低的冷卻速度次开始,以減少工件的組織應力火线。如在高溫期冷卻速度不足果秦明,則造成工件淬火後硬度不足院学,如在低溫區冷卻速度太快两股极,則會造成工件組織應力過大生产,當組織應力超過材料的抗拉強度時念念,工件就會開裂犯小人。

5充分收、結語

(1)根據實際淬火經驗得出忽略哦,45Mn2材料采用水-空控時淬火工藝可行掐脸颊,淬火溫度選擇800℃要遵,當工件的有效厚度≦60mm時两本足,水冷卻總時間計算方式為取1~1.5s/mm(水溫低取下限玩没,水溫高選擇上限)轻轻抚,分2~3次進行冷卻跟附近。空冷時間以工件在空氣中返熱溫度超過320℃為界限凑齐,當工件返熱溫度超過320℃‘唔,工件再次入水冷卻(45Mn2材料Ms點為320℃)险些整。

(2)采用此種工藝方式處理後准乱动,工件硬度滿足技術要求分戏谑,變形≦1mm没打,金相組織滿足GB/T13298-1991《金屬顯微組織檢驗方法》標準要求巫婆。

(3)采用此種工藝的優點一是節約成本退婚,就軸承座與原來的工藝相比异劲,每年可節約工裝成本8000元般挡,節約電費14000元人装傻,節約油耗32000元千拿,總計54000元;二是減少油煙對環境的污染飞狗跳,改善了員工的作業環境算顺利,同時在淬火過程中不會發生火災你下线。但缺點是淬火操作過程中對操作者的技能要求高要知道,在淬火過程中如操作不當他他他,容易造成工件開裂脸忽。所以建議購買新的淬火設備声叮嘱,實現通過數控控制工件冷卻時間他自已,減少人為淬火因素理解地,穩定產品質量我正趴。


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