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[推荐] 45钢轴类零件热处理断裂分析及预防

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发表于 2016-11-11 16:43:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

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45钢轴类零件热处理断裂分析及预防

45钢由于价格便宜、来源方便、加工性能好,淬火后具有较高的硬度,调质处理后具有良好的强韧性、高的强度和一定的耐磨性,被广泛地应用于中低档的轴类零件。但是45钢轴在热处理过程中,由于材料本身的原因,热加工不当和热处理工艺安排不合理,往往容易产生热处理断裂或在工作中发生早期失效,造成产品报废,严重影响生产的正常进行。

1.柴油曲轴热处理产生的裂纹及预防
某柴油机厂生产一批柴油机曲轴,该工厂采用圆钢锻造,为了赶工期,该厂采取的加工工序是:下料→锻造→粗加工→调质→精加工→检验入库。该批曲轴在淬火后,一部分曲轴的曲拐处产生裂纹,造成了产品报废。

分析工序安排和以往的经验,这是因为锻后没有进行退火或正火,钢材在锻造时产生的锻造应力没有很好地消除,因此在热处理淬火时,淬火产生的应力和原来轴中存在的应力叠加,当叠加应力超过材料的强度极限时,曲45钢曲轴表面应力集中处即产生裂纹。

针对45钢锻造曲轴产生裂纹原因的分析,对45钢锻造后的曲轴进行正火热处理,不仅消除了锻造产生的应力,还为曲轴的调质热处理做好了组织准备,正火后的45钢曲轴锻件在淬火后不再产生裂纹。

2.45钢轴类的热处理工艺改进
机械厂生产一批轴套,外径φ140mm,内径φ100mm,长320mm。如果采用圆钢制造,仅内孔切掉就浪费材料50%以上,而且浪费大量加工工时。后来该厂采用外径略大内径略小的钢管制造,这样就节约了大量钢材料并节省了大量加工工时。为了提高轴套的强度,我们采用了调质热处理,其热处理工艺是:淬火加热温度840℃,水冷;550℃回火,保温2h后空冷,回火后轴套硬度25~30HRC,符合技术要求。

但是第一批热处理的12个轴套中有2个出现裂纹。分析其产生的原因:①由于中空套在淬火冷却时,内外壁冷却不均匀,外部冷却快,内壁冷却慢,造成内外应力不均匀,使轴套产生裂纹。②钢套在轧制过程中产生的内应力未能很好地进行消除,因此在热处理时轧制后的残留应力和热处理淬火应力叠加,当叠加应力超过钢材的强度极限时,45钢钢套就会断裂。

针对以上原因,我们采取两项工艺改进:①淬火前,首先对轴套进行消除应力退火,加热温度700℃保温1h,出炉后空冷。②轴套在淬火冷却时,应垂直入水,并上下不停运动,这就加快了轴套内壁的冷却速度,减少钢套内外壁冷却温度的不一致性,从而减少内外壁冷却应力。

采取以上两项工艺措施,轴套在热处理后不再出现裂纹,提高了产品质量,从而保证了轴套生产的正常进行。

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发表于 2017-5-13 13:29:55 | 显示全部楼层
楼上的说的很好!
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发表于 2017-6-7 10:30:14 | 显示全部楼层
突然觉得楼主说的很有道理,赞一个!
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发表于 2017-6-10 22:53:04 | 显示全部楼层
楼主英明!
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发表于 2017-7-16 14:32:40 | 显示全部楼层
谢谢楼主的分享,楼主辛苦啦
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发表于 2017-11-30 15:56:51 | 显示全部楼层
今天是2017-11-30,过来看看谷先生的帖子,涨涨见识!
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发表于 2017-11-30 16:16:04 | 显示全部楼层
一颗小肉丸i祝我的机械网越办越好!
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发表于 2017-12-1 22:11:41 | 显示全部楼层
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发表于 2017-12-26 02:52:17 | 显示全部楼层
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发表于 2017-12-27 09:47:34 | 显示全部楼层
HarryPhoenix谢谢谷先生提供的资料。
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