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滑板防变形表面淬火改进技术

1. 生产概况


我厂所生产摆剪的一钢型零件,称为滑板,如图1所示。材料为36NiCrMo4,其对应的国内材料为40CrNiMoA,外形尺寸为1990mm×220mm×30mm,给利用热处理表淬工艺解决变形带来了较大的难度。

图  1

该滑板的制造工艺流程为:锻造→粗加工→调质→半精加工→表面淬火→精加工。技术要求:大孔面要求全长表面淬火,硬度52~55HRC。

 

2. 存在问题及改进措施

(1)存在的问题

一般情况下,板子类要求单面淬火,我们会选用刷平面感应器,外磁场加热连续喷淬法。但这样会存在一系列变形问题:滑板在感应淬火过程中淬火面快速加热后又急剧冷却,组织要经奥氏体化后向马氏体转变;而非淬火面则不发生组织转变;由于组织转变不同,那么组织转变膨胀系数就不同,两表面之间就产生了较大的组织应力,导致工件变形严重;而淬火面感应快速加热,又受压力水的急剧冷却,这样淬火面与非淬火面之间产生了较大热应力,加剧了工件的变形趋势。


根据以往淬火经验,对于比较窄的薄板类件,单面喷淬会产生表淬面沿长度方向凸起的变形,回火后进行校直,保证在留量范围内,即可满足要求;而厚型件因表淬面透热层浅,不足以使工件发生大的变形。但该件既长又薄,且较宽,不仅长度方向弯曲变形严重,出现表淬面凸起的大弯,而且因宽度尺寸的增加,宽度方向的变形会加剧,会在平弯基础上增加立弯,最终两个方向变形叠加,使工件呈扭曲状,超出余量范围,难以校直,最终造成质量损失。


(2)改进措施

因板子结构问题,在进行表面淬火前我们先行预备处理:先校直,然后在井式炉垂直吊挂消应力,释放加工应力及其引起的变形。另外,为减小组织应力和热应力的不同时性,我们考虑选用内磁场厚度两面连续喷淬方式淬火,制作仿形感应器,单边间隙6mm,又考虑到棱角效应,避开直角处,加大宽度方向间隙为7.5mm,如图2所示。

图  2

1.感应器   2. 工件   3. 45°喷水孔

表淬过程我们也进行预防控制,由一开始的双顶尖(较松)工件进行淬火,到1/3处卸掉上顶尖,以手把住工件,再到2/3处双顶尖(较松)以此释放淬火过程中的应力,控制变形。


淬完测变形:平弯2mm,立弯0.4mm,达到预期效果。因内磁场磁感线密度大,加之孔部效应,为防止孔处开裂,以石棉绳堵孔,同时在孔附近稍降功率,经无损检测孔仍裂。       


第二件我们选用铜皮镶孔,解决孔处裂纹问题。然后进行180℃×6h回火,回火后对平弯进行校直,检测硬度55~56HRC,达到技术指标要求。


3.结语


对于此类较宽较薄板类件,采用内磁场连续喷淬法代替外磁场刷平面喷淬,在满足图样要求的前提下,解决了校直难题,降低了劳动强度,提高了生产效率。

作者:袁小婷

单位:中冶陕压重工设备有限公司

来源:《金属加工(热加工)》杂志



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