鍛造40CR內、外軸高頻淬火工藝研究
某產品研制以來,內軸、外軸的髙頻淬火問題一 直得不到解決,原因在于其設計要求較高:內軸 (φ55.7 mm外表面高頻萍火45 -55 HRC,內表面不得有滓火硬度,零件變形量不得大于0. 15 mm);外 軸(φ59.3 mm孔內表面高頻淬火40 -50 HRC,外表面不得有淬火硬度,鍛件變形量不得姿0.20 mm)。對于高頻設備穩定性、高頻感應器制作、淬火加熱時間的掌握、零件預處理步驟的要求均極高。其中內軸零件曾一度到武漢外協,進行激光淬火。但因激光洋火外協價格過高,最終立足于利用公司現有高頻設備進行技術攻關,以達到設計要求,滿足生產需要。
試驗方法
經過反復論證,制定出以下方案,并按此方案進行了大量工藝試驗。
(1)采用與內、外軸相同的材料40Cr、相同成型方法(鍛造)、與零件淬火部位內外徑尺寸相同的試樣,進行工藝試驗。
(2)對現有高頻設備進行技術改造,取得更穩定的直流電壓、降低電壓波動。達到穩定輸出功率的效果。
(3)根據零件尺寸設計專用高頻感應器,使得感應加熱效果、淬火期域達到最佳。
(4)通過大量試驗,找到陽極電流與柵極電流使零件淬火效果最佳的比值;通過大量試驗,找到陽流/柵流(比值)與加熱時間的最佳組合,達到零件內外表面硬度的要求。
(5)審定零件淬火前預處理的準備步驟,消除零件在淬火中和淬火后的不利影響。
(6)內軸采用回轉式外感應加熱方式;外軸采用內感應加熱方式。
(7)通過大量試驗必須得出如下結果:
①高頻感應器最佳尺寸。②內、外軸淬火的最佳直流電壓。③內、外軸淬火的最佳陽流/柵流(比值)與加熱時間的組合。④固化內、外軸高頻萍火的預處理、高頻處理、淬火后處理的工藝流程。
內軸工藝規程 ⑴要求
①櫨5.7 mm表面淬火45 ~55 HRC。②變形量名0.15 mm。③每批零件高頻淬火前先用兩件內軸試樣進行淬火,并檢測試樣淬火區內外表面硬度合格后,再對零件進行淬火。④注意保護各處螺紋不得損傷。⑤產品進行高頻淬火時嚴格控制直流電壓,密切注意電壓波動,生產過程中發現電壓波動大于0.5 kV即停止生產,待電壓較為穩定時再進行。
(8)淬火前內外表面清洗。使用有機溶劑除油,然后在常溫除油槽內除油20 min。根據零件表面情況決定是否進行酸洗。
(9)用分光測色計定量考察各種環境因素對Ti02/Si02復合薄膜表面色度影響,影響從小到大依次為:濕熱老化 < 紫外老化 < 綜合老化 < 酸浸泡< 堿浸泡<浸烘老化。
(10)考察對L、a、b值的影響,了解三個數值在各種環境中變化趨勢,對于特定環境中薄膜表面形貌的改變有了預見性。
(11)分光測色計是一種廣泛應用于科研和生產的儀器,本文首次嘗試在薄膜材料上進行應用研究, 用一種極其有效、直接的方式測量色度變化,對于科技工作者定量考察防護材料變化有重要幫助作用.