61500020012R曲軸為重型載重汽車內(nèi)燃機的動力輸出關(guān)鍵部件,工作時承受巨大的彎曲與扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,正火硬度值作為正火零件的重要力學(xué)性能指標(biāo),其高低直接影響曲軸的強度、韌性等其他性能及使用壽命。
61500020012R曲軸正火可選用高頻感應(yīng)退火爐進(jìn)行,前后爐門均無封火保溫裝置,曲軸垂直于爐底長度方向橫向連續(xù)裝料。原生產(chǎn)方式為連續(xù)出料,工藝要求冷卻方式為風(fēng)冷。由于最后一對燒嘴位置較高且距離后爐門有2~3根曲軸回轉(zhuǎn)半徑距離,后爐門內(nèi)最后連條曲軸降溫明顯,使曲軸出爐后顏色發(fā)暗,經(jīng)高溫輻射計測量為700℃左右,風(fēng)冷后硬度為4.6~4.9。后來采用人工拉料將850~880℃透燒曲軸直接拉至風(fēng)扇處冷卻,結(jié)果合格率為60%,正火硬度值在4.5~4.7之間的只能讓步降價銷售,不但大幅減少企業(yè)利潤,而且影響企業(yè)形象,削弱企業(yè)市場競爭力。
我公司通過對生產(chǎn)過程的細(xì)致觀察、深入分析,經(jīng)過和研發(fā)主管領(lǐng)導(dǎo)與專業(yè)技術(shù)人員溝通、論證,確定從改進(jìn)高頻感應(yīng)退火爐以保證零件出爐溫度,改變冷卻方式以充分細(xì)化晶粒,調(diào)整并嚴(yán)控加熱溫度及零件到溫后保溫時間以防止奧氏體晶粒長大,從而影響正火細(xì)化晶粒效果三方面進(jìn)行工藝改進(jìn),使產(chǎn)品質(zhì)量提高、批量生產(chǎn)穩(wěn)定。
零件利用高頻感應(yīng)退火爐進(jìn)行加工的流程為:下料-鍛打-正火-檢測硬度-拋丸-機械加工-表面淬火-滲氮-檢查-成品入庫。
正火技術(shù)要求:硬度檢測處為大頭分模面,正品為4.0~4.5,次品為4.5~4.7;正火金相組織取樣部位:大頭距表面1/3半徑處,按國家標(biāo)準(zhǔn)鑒定。
利用高頻感應(yīng)退火爐對零件進(jìn)行正火時,加熱溫度過高、保溫時間過長將使奧氏體晶粒長大、晶界減少,降低珠光體轉(zhuǎn)變時的形核率;正火后冷卻速度低將使珠光體轉(zhuǎn)變的過冷度小,降低了珠光體相變驅(qū)動力,這兩方面都將影響正火對晶粒的細(xì)化,使正火后珠光體片層粗大,從而使材料對塑性變形的抵抗力降低,性能檢測即為硬度低。
高頻感應(yīng)退火爐保溫性能不好、操作人員集體用餐時停爐保溫,使正火件出爐時溫度降低,如果零件溫度低于奧氏體轉(zhuǎn)變點而高于該材料共析點,冷卻過程中將發(fā)生先共析轉(zhuǎn)變,45 鋼的先共析相即鐵素體的析出也將降低正火硬度。