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板狀零件的熱處理變形分析

2017年03月09日10:32 青島豐東熱處理

板狀零件在淬火熱處理時(shí)易產(chǎn)生“盆形”和撓曲。產(chǎn)生此種變形的原因在于零件各部位溫度和冷卻速度的不同,無論熱應(yīng)力和組織應(yīng)力都會引起“盆形”變形,而且很難利用它們之間的方向不同來消除“盆形”。

板狀零件消除撓曲的主要方法是勻熱勻冷。加熱時(shí)力求各部位溫度一致,尤其注意中部溫度要和邊緣一致,如用鹽爐加熱,要很快人鹽(最好使用“自重”速度),不使先后入鹽部位產(chǎn)生大的溫差;用箱式爐時(shí)要注意在加熱時(shí)盡可能保持邊和中心同樣的加熱速度和兩面加熱均勻。加熱速度不勻可能導(dǎo)致出爐時(shí)“盆形”產(chǎn)生。在此情況下,應(yīng)在入冷卻劑前進(jìn)行矯正。入淬火劑也要快,最好使用“自重”速度淬火(垂直落入)。薄件最好不使用鉗子而采用吊掛法。大而薄的板狀件可用淬火壓床,在鋼的Ms點(diǎn)附近即從冷卻劑取出,放在壓床上矯正冷卻(這時(shí)最好采用堿、硝鹽、熱油的分級淬火)。

這種零件淬火后,回火時(shí)用夾板夾緊回火是必要的,一方面可繼續(xù)矯正淬火變形,另外防止在回火過程中發(fā)生翹曲。冶金廠中生產(chǎn)淬火回火的鋼板及機(jī)械廠生產(chǎn)的大型鋸片,一般皆采用淬火和回火壓床或壓緊裝置。

例如,像圖81所示的鋸片銑刀,其材料為W18Cr4V,規(guī)格:直徑Φ230mm×4mm。技術(shù)要求:63~66HRC;平面彎曲不大于0.15mm。處理前經(jīng)反復(fù)鍛造成餅狀再行鋸開,碳化物不均勻度不大于5級。

鋸片銑刀及熱處理工藝示意圖

圖1鋸片銑刀及熱處理工藝示意圖

熱處理工藝:

(1)在淬火前,先做600~650℃消除應(yīng)力處理,保溫4~6h。

(2)淬火回火:鋸片銑刀淬火回火工藝如圖2所示。

銑刀在回火中用夾具壓緊示意圖

圖2銑刀在回火中用夾具壓緊示意圖

回火三次工藝說明:鋸片銑刀熱處理主要問題是平面彎曲,難以達(dá)到技術(shù)要求,這里熱應(yīng)力對彎曲變形起了很大的影響,為此工藝中采取了如下措施:

(1)消除處理以前的加工應(yīng)力,有利于減少淬火彎曲變形。采用多次預(yù)熱和多次分級冷卻的方法,降低熱應(yīng)力。特別在800℃左右的短時(shí)分級(20s左右)對減少冷卻時(shí)刀具內(nèi)外溫差和降低熱應(yīng)力起了很大作用。

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