轴承盖高温形变热处理.pdf

材料
文章编号:1672-0121(2014)05-0125-02
轴承盖高温形变热处理
朱正才
南京交通职业技术学院,江苏南京211188
摘要:本文以轴承盖为例,对金属形变热处理做了实验研究,并与普通锻造、调质处理工艺过程进行了比
较。无论在综合机械性能上还是成本上,形变热处理都有较大的优勢和应用价值,对类似零件的锻件热处理
提供参考,具有一定的实际指导意义。
关键词:形变热处理;轴承盖;锻造;比较
中图分类号:TG156.93文献标识码:A
前言
胎膜锻,锻后在空
形变热处理是近年来发展起来的一项热处理新品M
气中冷却,然后正
工艺。它是在金属材料上有效利用形变强化和相变
火,再经调质(淬
强化,将压力加工与热处理相结合,使成形工艺和最
火,高温回火)处
终性能统一起来的一种ご艺方法。它不但能够得到
理,其加热曲线如
般加工方法所达不到的高强度与高塑形的良好结
图2所示。其工艺
合,并且还能简化钢材或零件的生产流程而带来明
图1轴承盖锻件图
流程为
显的经济效益。形变热处理分为高温形变热处理和
1200℃
低温形变热处理两类。高温形变热处理是将钢加热
900士10℃
820-860℃
650~680℃
至稳定奥氏体区,保持一段时闯,在该温度下变形,
随后立即快冷至“定温度,以获得所需组织。
形变热处理的实质就是在材料的奥氏体区域
锻造加热
正火淬火高温回火时间
内,对钢材进行塑性变形,随后利用锻造余热进行淬
火,以固定在形变过程中所具有的特殊组织形态,从
图2锻造加热及调质过程
而提高材料的塑形、韧性及强度。
形变热处理工艺过程如图3所示。
凡经锻造加工的普通碳素结构钢、合金钢和不
综合以上两种热处理工艺,其流程如图4所示。
锈钢等的毛坯调质件以及轧制的环类件,都可以进
从图中可以看出,原工艺锻造完工后,需经正火
行形变热处理。这种工艺不仅所需设备简单,投资耗
1200℃
加热,淬火才能
570C
费少,而且操作技术也不复杂,容易掌握。既节约了鸚
高温回火,而且
淬火
空冷
能源,降低了成本,又可缩短施工周期,确保质量。
费时较多。新工
艺省去了正火
2轴汞盖新老热处理工艺比较
像造加热
高温回火时间淬火的加热,节
轴承盖是机械压力机曲轴部位滑动轴承上的重
3锻造加热调质过程
省能源,缩短生
要零件,在使用中,受到复杂载荷的作用,需要具备产周期,诚少造成质量事故的机会
较高的综合机械性能。锻件如图1所示。锻件质量
6.5kg,材质45钢,热处理要求调质217~255HRS。
加热」正加热」淬加热」高
火
温
(原工艺)
老工艺锻造及热处理工艺规范为:在燃煤反射「毛し模
炉中加热到1200℃始锻温度叫,在750kg空气锤上
火
坯」锻边
高
温
淬「加热回
收稿日期:2014-03-13
新工艺
斗世也田
作者简介:朱正才(1962-),男,教授,高级工程师,从事模具技术教
研
图4常规工艺与锻热调质工艺流程比较
125
材料
形变热处理工艺规范
镘造前,将炉温加热到1350℃,实际的始锻温
度为1250℃~1300℃,终锻温度为1000℃~950℃、切
边后保证温度高于900℃。将锻件放入油或水中淬
火,570℃回火100分钟出炉空冷。
4数据分析
图5普通调质金相(40
图6形变热处理金相(400x)
4.1探伤
(4)压力实验。压力实验表明,形变热处理后制
油淬试件10件,抽取5件进行磁粉探伤,未发件的用服极限达到360MPa,而普通调质制件的屈服
现有影响强度的裂纹。水淬试件10件,全部进行磁极限350MPa。形变热处理后制件的综合机械性能大
粉探伤,其中6件发现有裂纹。该裂纹的长度为大优于普通调质工艺的综合机械性能。经过形变热
20mm~55mm不等。深度为<1.5mm。测试结果表明岄
处理的轴承盖可提高实际使用的叮靠性
用水冷却的能力高,冷却速度快,易产生内应力,高
温濘火会导致锻件开裂,所以选择油淬是合理的,能5强化机理分析
完全避免裂纹的产生。
金属的强度取决于原子间结合力及组织状态两
4.2硬度
大因素。融人肌体中的合金元素只能在大的范围内
对10件油淬试件进行硬度测试(在轴承盖两连改变原子间结合力。而各种加处理过程只能改变
接板平面上),硬度值见表1。从表中可看出,每个连组织状态。
接板上不同的位置上测量的硬度值是基本均匀的。
提高金属强度的途径有二:其一是尽可能減少
表1形变热处理不同位置硬度值(HRC)
金属的组织缺陷,使之接近于理想的完整晶体;其二
是在有缺陷的工业材料上通过一定的加工处理引入
编号1)234516
大量的位错以及造成阻止位错运动的障碍。这样,因
硬度值221252312223121.5222312151225
位错本身的相互缠绕或受溶质原子、沉淀相、晶界和
4.3金相
亚组织等所构成的障碍阻塞,造成晶格滑移困难,从
(1)普通调质金相。金相组织为片状索氏体与呈而达到提高强度的效果。
白色网状分布的铁素体,显微硬度HBS185。由屁微
组织可以看出,试样的淬火温度偏低Ae1附近,未能6结東语
获得调质效果,如图5所示。
在金属材料上合理综合运用形変强化与相变强
(2)形变热处理金相。金相组织肌体为细片状索化工艺,可得到更加满意的强化效果。对一些重要零
氏体及白色网状铁素体,显徽硬度HBS230。针状铁件的强化,提高综合机械性能,具有重大实际意义。
素体由晶界向晶内延伸,有轻微的魏氏组织,如图6
【参考文献
所
。
1王健安金属学与热处理M!北京:机械工业出版社,1996.
(3)普通過质与形变热处理金相比较。形变热处2」锻压手册编委会锻压手肝(第二版)M北京:机械丁业出版社,
理金相基本符合要求,但出现了少量的魏氏组织。其
原因是锻后温度高,放人油中淬火时间间隔较长,使」朱正オCI2Mov钢的锻造与热处理』热加「エ艺,20090(19)
得晶粒粗大。
166-167
High-temperature thermomechanical treatment of bearing cover
ZHU Zhengcai
(Nanjing Communications Institute of Technology Nanjing 211188, Jiangsu China
长
Abstract: Taking the bearing cover as the example, the thermomechanical treatment of metal has been tested and
studied in the text, which has been compared with conventional forging and temper