在國內(nèi)主要的發(fā)動機(jī)主機(jī)廠、曲軸配件廠,感應(yīng)淬火都已成為主要的曲軸強化手段,并在不斷擴(kuò)大應(yīng)用。曲軸采用感應(yīng)淬火進(jìn)行表面強化處理,技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)非常理想。 1.曲軸感應(yīng)淬火優(yōu)勢 (1)鋼曲軸經(jīng)感應(yīng)淬火+低溫回火(或自熱回火)后,與調(diào)質(zhì)態(tài)相比可提高曲軸疲勞強度100%以上,同時大大提高軸頸表面的耐磨性(淬火+回火硬度可精確控制在50~55HRC),而其他強化手段則難以同時達(dá)到以上兩項指標(biāo)。 (2)感應(yīng)淬火生產(chǎn)效率高,且感應(yīng)淬火清潔及可按節(jié)拍生產(chǎn),可直接安排在曲軸生產(chǎn)流水線上,節(jié)省物流費用和時間。 (3)僅曲軸對軸頸等需要淬火硬化的表面部位加熱,而且電效率高、時間短,較其他熱處理能耗降低80%以上。 (4)由于加熱范圍小、時間短,使處理的曲軸變形小、氧化脫碳少,可以減少精加工余量,降低機(jī)加工的工作量等。 2.感應(yīng)淬火曲軸的材質(zhì) (1)曲軸材料汽車曲軸常用材料有調(diào)質(zhì)鋼42CrMo、35CrMo、40Cr、40MnB等,非調(diào)質(zhì)鋼48MnV等,以及球墨鑄鐵等。材料中Cr、Mo等合金成分可顯著提高材料的淬透性,從而提高曲軸的強度,但其價格較高,而淬火開裂傾向大,需使用合適的淬火冷卻介質(zhì)以避免淬火裂紋,故選材時應(yīng)考慮滿足性能要求的前提下優(yōu)先選球墨鑄鐵和非調(diào)質(zhì)鋼,以降低生產(chǎn)成本。只要工裝合適、工藝合理、操作精確,無論是非調(diào)質(zhì)鋼還是球墨鑄鐵曲軸,感應(yīng)淬火都可實現(xiàn)技術(shù)要求。 (2)毛坯的預(yù)備熱處理調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)處理可以得到細(xì)致均勻的組織,零件內(nèi)應(yīng)力較小,對感應(yīng)淬火極有好處:淬火組織均勻、淬火變形和開裂傾向小。非調(diào)質(zhì)鋼利用V、Ti等元素的加入細(xì)化晶粒,在大幅度降低生產(chǎn)成本的同時提高各項力學(xué)性能,但其在組織準(zhǔn)備上不同于調(diào)質(zhì)鋼,故在制訂感應(yīng)熱處理工藝時要根據(jù)其組織特點加以分析。 球墨鑄鐵曲軸的預(yù)處理組織主要有正火態(tài)和鑄態(tài)兩種。正火處理可提高珠光體的含量,消除鑄造應(yīng)力,組織也較均勻,再經(jīng)感應(yīng)淬火易得到組織、硬度均勻的淬硬層。鑄態(tài)球墨鑄鐵毛坯,鑄態(tài)組織中珠光體含量一般在75%~85%,鐵素體較多,要得到理想的淬火組織,對感應(yīng)淬火工藝要求較高。因此,制訂工藝時要考慮不同的預(yù)備熱處理對感應(yīng)淬火的影響。 3.感應(yīng)淬火的熱處理規(guī)范 (1)感應(yīng)淬火工藝的制訂要取得理想的效果,與加熱功率、工件的材料、控制間隙、加熱時間、冷卻時間、工件余熱、淬火冷卻介質(zhì)的濃度及壓力等都有關(guān)系。對不同的材料應(yīng)采用不同的參數(shù),如合金鋼的韌性好,適合大功率加熱和快速冷卻,而球墨鑄鐵是脆性材料,不適合大功率、長時間加熱以及驟冷,加熱時間和冷卻時間應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的實際狀況、工件淬硬層的要求而定。
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