重型機床鑄鐵床身大,床身導軌截面積大。生產(chǎn)中,常由于感應(yīng)加熱工藝不當或感應(yīng)器設(shè)計不良,以及鑄件組織缺陷等原因,使工件在采用中頻加熱爐進行感應(yīng)淬火時產(chǎn)生裂紋甚至開裂,嚴重的造成床身報廢。改進措施如下:
1)對于大截面鑄鐵床身導軌淬火多采用雙回路感應(yīng)器,并安裝導磁體。雙回路感應(yīng)器前級預(yù)熱,后級淬火加熱及噴水冷卻。感應(yīng)器寬度為32mm。淬火運行速度6mm/s計算,被加熱的任意一點從預(yù)熱至噴水冷卻時間大約5s,可保證床身受熱均勻。操作中應(yīng)注意起車和停車瞬間,如操作失誤,在兩極間約12mm的空隙區(qū)域容易產(chǎn)生橫向低溫區(qū),寬度約為10mm。淬火中該區(qū)將產(chǎn)生長度為10-20mm數(shù)條縱向裂紋。這是由于鑄鐵本身表面應(yīng)力大,組織中含有初生滲碳體多,F(xiàn)e3C的體積分數(shù)>1%。生產(chǎn)中可采用單回路感應(yīng)器防止產(chǎn)生橫向低溫區(qū),但操作時應(yīng)注意控制起車瞬間溫度,若加熱溫度低仍出現(xiàn)上述裂紋;溫度過高,易產(chǎn)生導軌局部過燒而發(fā)生龜裂。
2) 大截面床身兩(多)次淬火搭接不當易產(chǎn)生淬火裂紋。例如C61125A床身導軌面寬度為300mm,長度為6m,采用100kw中頻加熱爐一次淬火最大寬度為210mm,寬度為300mm的導軌面需分兩次淬火。第一次淬火后,在10mm處搭接,由于搭接處兩次熱應(yīng)力疊加,又不易短時得到松弛和釋放,導致出現(xiàn)嚴重縱向裂紋。如采用加長感應(yīng)器,如第二次加熱淬火感應(yīng)器長度為165mm,可消除第一次淬火10mm非硬化區(qū)使其淬硬無裂紋,但在第一次淬火區(qū)會出現(xiàn)10mm的退火帶,淬火后該區(qū)域會產(chǎn)生20-50mm長的斜向裂紋。對策:可選用150mm長的感應(yīng)器淬火加熱,使兩次淬火時中間部位不存在熱影響區(qū),避免應(yīng)力疊加出現(xiàn),因而不會產(chǎn)生淬火裂紋。
另一種情況,如導軌很長需要橫向接頭時,搭接區(qū)有15-20mm的橫向退火區(qū),易出現(xiàn)數(shù)條短縱向裂紋。對策:可采用靠近淬火區(qū)5mm處非淬硬區(qū)搭接,以躲過拉應(yīng)力峰值區(qū),減少搭接區(qū)裂紋和開裂傾向。
3)為防止淬火裂紋和畸變,淬硬層不宜太深,使表層以相變應(yīng)力為主較好。如采用8kHz中頻感應(yīng)淬火,淬硬層深度以2mm較適宜,此時畸變很小,而且極少發(fā)現(xiàn)裂紋;超過3mm,裂紋增加很多,畸變明顯加大,其應(yīng)力也轉(zhuǎn)變?yōu)橐詿釕?yīng)力為主。
對大截面鑄鐵床身導軌中頻感應(yīng)淬火時,淬火運行速度一般控制在6.0-6.1mm/s,淬硬層深度為1.8-2.0mm,可得到較高的淬火質(zhì)量。
4)鑄件缺陷是床身導軌的中頻感應(yīng)淬火裂紋源。鑄件組織中有團絮狀、塊狀、點狀和微細片狀石墨,其特點是多棱角且明顯,是典型的微應(yīng)力集中區(qū)和裂紋萌生區(qū)與擴散區(qū),中頻感應(yīng)淬火時往往產(chǎn)生嚴重的縱向裂紋。對策:床身(導軌)粗加工后和半精加工后進行兩次去應(yīng)力處理;同時,中頻感應(yīng)淬火時采用大功率快速淬火方式,使淬硬層深度<2mm。
本文簡單介紹了重型鑄鐵床身導軌采用中頻加熱爐淬火時,其裂紋產(chǎn)生的原因及措施,希望對您的熱處理工作有所幫助。如果您想了解更加詳細的信息,您可以多看看熱處理方面的書籍,相信會有很大的收獲。