链条链轮批发厂家浅析链轮毂淬火裂纹的预防

来源: | 发布时间:2018年12月28日

链条链轮批发厂家浅析链轮毂淬火裂纹的预防。

目前调质淬火加热炉多数采用箱式电阻炉和台车炉,由于密封性相对较差,在加热过程中炉门口温度相对炉膛内部有一定的差别超过±15℃以上就会对炉内工件有影响。由于靠近炉门口的工件温度相对其他工件温度较低,在出炉淬火过程中造成应力不均,极易造成淬火裂纹。

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淬火液冷却介质选择不当或加热温度选择不当造成淬火裂纹
不同材质的DI值不同,淬火过程中温度和淬火冷却介质的合理选择至关重要。即使同种材料,材料的合金成分不同,加热温度和淬火冷却介质也应慎重选择。根据服役条件要求轮毂采用2H钢材的DI值在50~70mm,温度采用工艺下线,采用水淬,如果温度过高可照成晶粒粗大,淬火应力较大,造成淬火裂纹。
合金元素超标的影响
合金元素的超标问题也是引起齿连轮毂裂纹的一大主因。近年来,由于B超标引起的批量裂纹时有发生,属于微量元素的B就可成倍的增加钢的淬透性,同时B还有促使晶粒长大的倾向。B超标的原料主要来源于像链轨节之类含B量较高的下边料。如图7,某链轮毂采用820℃,保温105min,水淬搅拌,高温回火,由于材料中含超量的B元素(经化验B含量在超过要求上线)导致裂纹。后经调整工艺采用870℃,保温2H,搅拌油冷,压力为0.22MPa×2,高温回火后,同样出现裂纹。经检测,在距表面22mm(心部)为马氏体+少量铁素体组织,硬度58.5HRC,显然心部以淬透。
锰具有降低钢的Ar1温度和增加钢的淬透性能力,可以使较大截面的工件获得较均匀、细化的组织,从而减小截面不同的部分在力学性能方面的差异。但Mn增加钢的过热敏感性和回火脆性。某齿轮毂调质回火过程采用580℃保温3H,出炉后发现批量裂纹。由于2H材质含Mn量在1.00%左右,回火过程中具有二次硬化现象,冷却过程中应避开二次硬化区间。
调质前原始组织的影响
齿链轮毂在进行调质淬火前的原始组织对淬火裂纹有很大的影响。调质淬火前如果没有正确的预备热处理工序或遗漏,很容易造成淬火裂纹。工程结构刚在铸造冷却后往往晶粒粗大、偏析、成分不均匀等不利因素的存在,如果未进行预备热处理,淬火后将晶粒粗大的马氏体,造成脆性增加。成分的不均匀性将导致淬火应力的不均。大大增加了淬火裂纹的倾向。
铸造缺陷的影响
铸造过程中由于型砂原因或操作不当容易造成沙眼;由于排气不畅,水分过多等因素容易造成气孔的形成。另外,还有疏松、偏析、裂痕等缺陷都是引发淬火裂纹产生的直接根源。如图3所示,该链轮毂台面靠近表层存在较大的疏松,淬火过程中造成剥层裂纹。
3.防止齿链轮毂淬火裂纹的措施
(1)采用亚温淬火
例如对于我厂由2H材质铸造的齿链轮毂,在调质淬火时采用亚温淬火工艺,采取工艺下线温度保温时间应据齿链轮毂的型号尺寸确定,淬火水温控制在25~40℃进行淬火。回火时应避免二次硬化现象。该温度恰好处于Ac3附近,可保留部分未溶铁素体,同时亚温淬火可细化奥氏体晶粒度。冷却后马氏体晶粒度也较细小,从而减少内应力,可有效防止裂纹的产生。
(2)淬火时采用预冷淬火,或采取保护措施
 对结构设计复杂,存在凹槽、工艺孔、壁厚设计在危险尺寸范围内的齿链轮毂出炉淬火时采用预冷淬火可防止淬火裂纹的发生,预冷时靠肉眼观测到复杂结构处或工件表面处于暗红状态(此时温度大约在Ac3线)时可浸水淬火。必要时可减少搅拌水泵,降低淬火的冷却能力。另外,在凹槽、工艺孔处采用耐火泥、胶泥等封堵,也可减少淬火裂纹的发生。
(3)控制合金元素的含量
就目前我厂发现的齿链轮毂裂纹合金元素超标问题主要集中在B元素。据我厂经验2H材质B元素控制在万分之五以下,齿链轮毂裂纹的发生率将大大降低。
(4)设计时避免复杂结构危险尺寸的设计
避免在SCSiMn2H的大淬火临界直径D0之间设计工件;对于一些工艺油孔可在铸造后再机加工出来;应力集中的部位应增大倒角。
(5)调质前确保工件已进行预备热处理
铸件预备热处理尤为重要,浇铸后材料的组织往往晶粒粗大、偏析等成分不均现象,淬火过程中极易造成裂纹。

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