61500020012R曲軸為重型載重汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力輸出關(guān)鍵部件,工作時(shí)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(qiáng)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(mén)均無(wú)封火保溫裝置,曲軸垂直于爐底長(zhǎng)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(duì)燒嘴位置較高且距離后爐門(mén)有2~3根曲軸回轉(zhuǎn)半徑距離,后爐門(mén)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(jì)測(cè)量為700℃左右,風(fēng)冷后硬度為4.6~4.9。后來(lái)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(jià)銷(xiāo)售,不但大幅減少企業(yè)利潤(rùn),而且影響企業(yè)形象,削弱企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
我公司通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的細(xì)致觀察、深入分析,經(jīng)過(guò)和研發(fā)主管領(lǐng)導(dǎo)與專(zhuān)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(shí)間以防止奧氏體晶粒長(zhǎng)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(cè)硬度-拋丸-機(jī)械加工-表面淬火-滲氮-檢查-成品入庫(kù)。
正火技術(shù)要求:硬度檢測(cè)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鑒定。
利用高頻感應(yīng)退火爐對(duì)零件進(jìn)行正火時(shí),加熱溫度過(guò)高、保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將使奧氏體晶粒長(zhǎng)大、晶界減少,降低珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)的形核率;正火后冷卻速度低將使珠光體轉(zhuǎn)變的過(guò)冷度小,降低了珠光體相變驅(qū)動(dòng)力,這兩方面都將影響正火對(duì)晶粒的細(xì)化,使正火后珠光體片層粗大,從而使材料對(duì)塑性變形的抵抗力降低,性能檢測(cè)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(shí)停爐保溫,使正火件出爐時(shí)溫度降低,如果零件溫度低于奧氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)而高于該材料共析點(diǎn),冷卻過(guò)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。