鍛件的滲碳工藝流程
鍛件滲碳裝爐
滲碳鍛件疊加,相當于增加齒寬,使徑長比減小,有利于減小翹曲、橢圓畸變,其裝爐方式如圖3所示。滲碳后冷卻時,疊加鍛件上下端面冷卻相對較快,其收縮量相對較大,產生腰鼓形特征。由于降溫至650 ℃之前在爐內冷卻,冷卻均勻,鍛件在剛性較差的高溫區產生的橢圓、翹曲畸變較小,所以僅產生腰鼓形特性。
鍛件滲碳工藝
工藝路線采用重新加熱淬火,重新加熱可防止20CrMnMo 長時間滲碳產生的晶粒粗化問題,同時可通過對滲碳后畸變測量、校正以及組織檢測來調整淬火工藝。滲碳升溫越快,產生熱應力越大,與殘余機加工應力疊加,將產生較大畸變,因此必須階梯升溫。滲碳必須低溫出爐,若760 ℃出爐,滲層將產生不均勻相變,將在次表面產生淬火馬氏體組織,比容增大,表面受拉應力,尤其在冬日,20CrMnMo 鍛件置入緩冷坑時,產生裂紋幾率大增,而且淬火馬氏體組織將使滲碳畸變增加。滲碳后期650 ℃保溫將使表面獲得均勻的共析組織,消除應力,為淬火做準備。
鍛件滲碳后校正
對于硝鹽介質而言,滲碳畸變量與淬火畸變量間存在一定比例關系,一般淬火橢圓畸變量在滲碳畸變基礎上增加30%~ 50%,一定意義上控制滲碳畸變即可有效控制淬火后畸變,因此控制滲碳畸變或者說控制淬火前畸變成為關鍵節點。若滲碳后檢測發現橢圓大則需進行校正。校正采用千斤頂對整體加熱齒圈橢圓短軸熱頂,若鍛件加熱溫度低,如280 ℃,此時鍛件強度高,且低溫時彈性區大,發生塑性變形難度大,隨著溫度升高,彈性區將減小,校正難度降低;若加熱溫度太高則操作困難,實踐證明加熱至550 ℃校正效果較好,彈性區大幅降低,低應力即可產生塑性變形。實踐證明滲碳后校正加去應力處理,淬火后畸變不會反彈,通過滲碳后校正有效解決淬火畸變累積問題。
鍛件淬火裝爐
鍛件上下端面熱量不平衡,冷卻時上端面散熱快,漲大量相對較大,滲碳后測量畸變,鍛件裝爐規則為上端面齒頂圓小于下端面齒頂圓,齒圈間墊塊隔開。根據滲碳后畸變情況調整淬火裝爐,滲碳腰鼓形特征分割于單個鍛件將產生某一錐度值。合理利用滲碳產生的腰鼓形,可以實現硝鹽淬火上下端冷卻差異導致的錐度與滲碳腰鼓錐度抵消,實現小錐度畸變。
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