LC4铝合金零件的热处理
我厂生产的某产品,其中有几个零件用LC4铝合金制造,提把就是其中的关键件之一.该件原是用40Cr材料制造,工艺流程为:模锻→机加工→热处理→校正→装配,其坯件图的形状见下图,成品的热处理硬度要求是40~48HRC.成品的几何形状较复杂,尺寸精度要求高,热处理后尺寸或多或少都会产生变化,虽然可通过校正加以挽救,但零件硬度高,校正困难,时有校裂而报废的现象产生,再加上校正只针对主要尺寸,这样成品的尺寸精度难以保证,这对产品的装配、灵活性、可靠性影响很大.
我厂生产的某产品,其中有几个零件用LC4铝合金制造,提把就是其中的关键件之一.该件原是用40Cr材料制造,工艺流程为:模锻→机加工→热处理→校正→装配,其坯件图的形状见下图,成品的热处理硬度要求是40~48HRC.成品的几何形状较复杂,尺寸精度要求高,热处理后尺寸或多或少都会产生变化,虽然可通过校正加以挽救,但零件硬度高,校正困难,时有校裂而报废的现象产生,再加上校正只针对主要尺寸,这样成品的尺寸精度难以保证,这对产品的装配、灵活性、可靠性影响很大.
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止动簧是调速器补偿器体中的重要零件这一,在工作过程中,通过止动簧固定调节螺套的位置,从而调节发动机在中低速时的油量(见图1).由于该零件厚度仅为0.5mm,厚度极薄,在热处理加热和冷却过程中结构易产生变形,零件表面如发生脱碳或增碳,对零件的力学性能影响也极大,所以探索止动簧的热处理工艺有着重要意义.
顾名思义,感应加热是利用电磁感应的方法使被加热的材料(即工件)的内部产生电流,依靠这些涡流的能量达到加热目的.
3.金刚石膜涂层硬质合金工具切削性能图7所示为我们采用渗硼预处理和HCEDCA技术沉积的金刚石膜涂层YG6硬质合金铣刀在切削Al-12%Si合金时与未涂层硬质合金刀片切削寿命(fw=0.25mm)的对比,可见金刚石膜涂层工具的切削寿命提高在20倍以上.
离子渗氮具有渗速快,渗层组织易于控制,脆性小,无公害等优点.经离子渗氮后的零件,其表面硬度高,耐磨性好,且耐腐蚀性和疲劳强度都有较大的提高.由于其经济性和无污染,它的应用范围不断扩大.这一技术具有高度灵活性,可用于解决磨擦条件下的许多问题,如磨损、疲劳、腐蚀、粘着等,因此离子渗氮技术在热处理中的应用越来越广泛.但目前国内用于工业生产的离子渗氮炉大多数消耗的能量太大,工件处理完后随炉冷却,冷却速度很慢,工件温度不均匀.针对这三种情况,笔者设计并研制了新型的离子渗氮炉.
1.生产现状我公司减速器中的输出花键轴,一直采用渗氮处理,众所周知,渗氮零件虽然具有表面硬度高的优点,但存在硬化层薄、抗冲击性能差、成本高的缺点.而对于低速重载齿轮来说,输出花键轴则要求具有较好的硬度和硬化层厚度、抗冲击性,从而提高其使用寿命,降低维护成本.经过研究及试验证明,感应淬火处理可以达到输出花键轴的质量要求,是较理想的工艺手段.
一、问题的提出在油泵调速器中,连接销将飞锤、连接杆、飞锤支架部件连接起来,螺纹处用螺母夹紧固定在飞锤支架部件上.工作时飞锤高速旋转,通过连接销带动连接杆左右滑动来调速,连接销杆部要频繁地受到飞锤、连接杆的冲击、磨损.据此服役条件,我们设计上选用20Cr,碳氮共渗后淬油,零件表面硬度要求680~820HV10,硬化层深0.3~0.5mm,螺纹处硬度250~365HV30(见图1).这样设计考虑了杆部要有高的耐磨性和抗疲劳能力;由于杆部频繁冲击受到弯曲循环应力,又有一定的强韧性配…
渗碳是热处理生产周期较长的工艺过程,生产成本较高.此外,常规渗碳过程气氛中有微量氧的存在,致使产生的内氧化问题一直困扰产品质量的进一步提高.近年来,新的渗碳技术--低压真空渗碳在生产上的成功应用,彻底解决了常规渗碳无法解决的难题(内氧化).而且低压渗碳设备的应用温度达到1050℃,可以在不使晶粒度明显增大、不影响零件力学性能的条件下,提高渗碳温度,从而大幅度地提高渗碳速度,缩短生产周期,提高工作效率.
Cr12MoV钢是高碳高铬冷作模具钢.由于高的含碳量和含铬量,形成了大量的碳化物和高硬度的马氏体,使之具有高硬度、高耐磨性.同时Cr12MoV钢中含有大量共晶碳化物,因此又称为莱氏体钢.通过淬火加热温度的调节,可以控制合金元素的溶解量,从而影响淬火后钢中残留奥氏体量的多少,使模具达到微变形,所以Cr12MoV钢广泛应用于制作耐磨、微变形、高负荷下服役的冷加工用模具.
,随着科学技术和国民经济的不断发展,人们对机械加工精度和加工效率提出了越来越高的要求,同时随着新的材料的不断涌现和越来越广泛的应用,现有的硬质合金工具已经远远不能满足要求.在面对一些难加工材料,如在现代汽车工业中应用越来越广泛的高硅铝合金,在航空和航天工业中广泛应用的金属基、树脂基和陶瓷基复合材料、各种有色金属材料及合金、工程塑料、无机非金属材料等,即使采用如TiN,TiCN,TiAlN等PVD和CVD硬质涂层,也越来越感到难以胜任,甚至无能为力.
矿用高强度圆环链用接链环热锻模的使用寿命,多年来一直徘徊在1000~2000件,有的甚至只有几百件.原因为:一是模腔形状比较复杂、工件停留时间长;二是锻造质量不高,"小锤锻大件",锻造比不当;三是热处理工艺落后,使热锻模强韧性不足,造成早期断裂.为此,笔者开始应用热锻模高温复合等温淬火工艺,使接链环热锻模的使用寿命成倍增长,达到6000~8000件左右.
一、存在问题众所周知,离子渗氮具有渗速快、渗层组织易于控制、脆性和变形小、无公害等优点,经离子渗氮处理的零件,其表面硬度高,耐磨性好,且耐蚀性及疲劳强度都有较大的提高.然而,由于离子渗氮零件的热能获得与一般传统的加热方法不同,没有一个等温的炉膛,而是靠离子轰击自身发热的,被处理的零件本身又带有高压电位,故给测温带来了困难.
众所周知,高频感应加热属于表面加热,是利用电磁感应的原理,在工件表面产生涡流而被加热.但是,高频淬火工件的热变形也是同样不容忽视的.我公司生产的一种齿轮在试制过程中,曾发现齿部高频淬火后齿圈跳动超差.针对此问题我们进行了工艺分析及工艺试验,现将试验过程归纳如下,供大家借鉴.
在调质热处理过程中,北京二七机车厂生产的调节杆(材质为45钢)等零件曾一度产生裂纹现象,甚至达到批量规模,裂纹发生率最高达87.6%.通过对开裂零件的外观观察,我们发现零件的直径大体分布在8~15mm之间,工件表面裂纹较为平直且沿轴向延伸.图1显示了部分零件的裂纹分布情况.
半轴是汽车后桥中的一种重要的零件,为了满足其使用性能,生产厂家一般选用的材料为中碳合金钢,如40MnB、42CrMo、40Cr等.我公司根据具体情况选用40Cr材料,采用的热处理工艺为调质处理后中频淬火加低温回火.近来我们在半轴中频淬火冷却工艺的实施中出现了问题,现将该问题产生的原因与解决措施介绍如下.
重载桥式起重机是重机行业应用普遍、使用频繁的重要机械设备.其车轮由于使用状态条件恶劣,故人们对其踏面要求的硬度较高,还要有一定深度和过渡层,深度≥10mm,硬度40~48HRC,以提高承载能力、耐磨性和抗接触疲劳的性能.
一、模具的选材及在生产中的失效 1.选材我厂缸阀配件的一种六方接头的生产采用热挤压成形,这种热成形接头对模具的要求很高,要求模具在服役中不仅具有高的强韧性,而且还具有高的热疲劳性和热稳定性.由于4Cr5MoSiV1(美国钢标准H13)钢具有比5CrMnMo和5CrNiMo更高的强韧性和耐磨性,同3Cr2Mo相比又具有更好的导热性和热疲劳性能,所以我们厂在生产这种热成形接头时,采用了H 13钢作为热挤压模具的用材.
我厂生产的液压挖掘机驱动轮(见图1)的齿部需进行淬火,我们采用了多种工艺,其中包括齿部火焰淬火、中频淬火和整体加热齿部淬火工艺,比较成功.现分别介绍如下.
1.高压气淬钢件渗碳后在气体中冷却比在液体中冷却的均匀(见图1和图2),故淬火畸变也小(见图3).