鍛造毛坯等溫正火對切削加工及滲碳淬火后奧氏體晶粒度、變形的影響齒坯采用等溫正火,能夠對相變進行控制,即齒坯奧氏體化后,迅速冷卻到A1以下的珠光體相變溫度等溫,使相變在等溫溫度下進行,由于等溫正火能夠有效地控制冷卻時的相變,使相變在等溫溫度下進行,避免了帶狀組織超差,非平衡組織(α- Fe魏氏體組織、貝氏體組織、馬氏體組織)的出現,為切削加工及滲碳淬火做了組織和性能上的準備。BHX熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
1.等溫正火對切削加工的影響BHX熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
鋼件的切削加工性能對于大批量、連續化、多刀切削生產的汽車制造至關重要。如前所述,鋼件的切削加工性能主要取決于其力學性能和顯微組織,而力學性能又受顯微組織的影響,普通正火因其奧氏體化后在空氣中連續冷卻,使其冷卻慢的部位容易形成鐵素體帶和珠光體帶相互交錯的帶狀組織。這類組織熱處理變形大,帶有各向異性,影響加工表面的粗糙度,冷卻快的部位容易形成粒狀貝氏體組織、增加毛坯的硬度,不利于零件的加工,并對其后的熱處理變形產生影響。由于等溫正火較普通正火能夠有效地避免貝氏體組織,帶狀組織等非正常組織的出現,能夠有效地控制正火后的硬度,滿足160~180HBS的硬度要求。因此,等溫正火處理的鋼件切削加工性能較普通正火大大提高。BHX熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
我廠于2001年1月份研制了等溫自動正火線,將鍛造毛坯的普通正火改為等溫正火。鍛造毛坯采用等溫正火處理后,我廠下工序底盤廠鋼件的切削加工性能明顯提高,在產量提高的情況下,2001年全年刀具消耗較2000年降低1/3,且提高了零件加工精度,降低了廢品率,降低了零件表面粗糙度。BHX熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
2.等溫正火對滲碳淬火后奧氏體晶粒度的影響BHX熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
實施利用鍛造余熱等溫正火工藝,需要解決鋼件停鍛后奧氏體晶粒粗大且在冷卻時不能細化、而在滲碳后又必須具有細小的奧氏體晶粒的問題,需對鍛造余熱等溫正火滲碳淬火后的奧氏體晶粒大小進行測定。將經鍛造余熱等溫正火爐處理的22CrMo試樣放入坩堝中,以石墨粉作保護劑,放入加熱爐,模擬滲碳加熱,重新加熱到930℃,保溫90min,而后淬火冷卻。經拋光后用60℃的含有0.5%~1%烷基璜酸鹽苦味酸飽和水溶液腐蝕,測定奧氏體晶粒大小(熱蝕法),如圖1所示。同時將模擬鍛后直接淬火處理的試樣也用熱蝕法腐蝕,測定奧氏體晶粒度,即為滲碳淬火前原始奧氏體晶粒度。鍛造余熱等溫正火處理的試樣經滲碳淬火后的晶粒大小與原始晶粒比較,晶粒顯著細化,晶粒度可達9級以上,而原始晶粒度達3級左右。由此可以得出,經鍛造余熱等溫正火獲得的粗大鐵素體+珠光體組織,在后序滲碳加熱時可以重新細化,獲得細小、均勻的奧氏體晶粒。研究證明,加熱原始組織為有序粗晶粒組織(非平衡組織馬氏體、貝氏體等)時,可能導致形成的奧氏體晶粒與原始組織晶粒相同的形狀、大小和取向,出現組織遺傳現象。而加熱原始組織為等軸狀先共析鐵素體和珠光體的平衡組織時,粗大晶粒的性質發生根本性改變,可以使晶粒重新細化。BHX熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
3.等溫正火對零件滲碳淬火后變形的影響BHX熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
對選用22CrMo鋼制造的汽車后橋減速器從動錐齒輪分別進行普通正火與等溫正火處理,經機械加工及滲碳淬火后,比較零件變形情況。在對比變形試驗中,保證每種零件的機加工藝及熱處理滲碳淬火工藝相同,從而對比普通正火與等溫正火對零件變形的影響。后橋減速器從動錐齒輪變形要求為:平面度≤0.10mm,橢圓度≤0.08mm。各隨機抽樣100件成品零件進行測量,預處理為普通正火的零件變形分布規律見圖3;預處理為等溫正火的零件變形分布規律見圖4。BHX熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
以后橋減速器從動錐齒輪為例進行變形分析,在預處理為普通正火的成品零件中隨機抽樣100件,橢圓度、平面度超差的不合格零件,共29件,其變形符合要求的合格品率為71%。從圖3中可以看出,無論是內孔變形還是平面變形,其變形數據集中在上限比例偏高,占60. 7%,變形數據在下限比例僅占10%~15 %,而且樣本極差偏大,樣本均值偏技術要求上限。由此可見,預處理為普通正火的零件,滲碳淬火后其變形統計數據的分布不是一個合理的分布,數據離散程度較大。在預處理為等溫正火的成品零件中隨機抽樣100件,橢圓度、平面度不合格零件共2件,其變形符合要求的合格品率為98%。從圖4中可以看出,內孔、平面變形數據比較集中,變形數據的85 %~90 %落在中下限,而且樣品極差和均值也比較小。由此可見,預處理為等溫正火的零件,滲碳淬火后其變形統計數據的分布比較合理,概率密度曲線近似正態分布。BHX熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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