40Cr钢长轴经过高频淬火设备淬火后有哪些缺点?如何改正?

日期:2020-04-04 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

40Cr钢长轴经过高频淬火设备淬火后有哪些缺点?如何改正?

长轴件是采矿机械设备上的重要通用零件,应用较广。钻采设备长轴件要求表面具有高硬度、高强度,整体强韧性高、耐磨、耐腐蚀,并且具有较高的弯曲疲劳和扭转疲劳抗力。钻采设备长轴常采用40Cr钢制造。生产中发现,一批40Cr 钢长轴调质后经高频淬火设备淬火后产生较大变形,振摆超过1-2mm,远超过工件技术要求(振摆≤0.2mm) 的控制精度。为提高长轴淬火质量,挽救变形超差工件,对超差40Cr长轴件进行了高频淬火设备处理试验,取得了良好效果。

长轴工件有两种,规格分别为60mm x8mm (壁厚)x 2300mm,50mm ×2300mm;淬火硬化层深0.7mm,硬度为600-720HVO.l;采用3kWC0 激光器,光斑直径为5mm,扫描速度为20mm/s。试验发现,淬火不对称扫描处理时,长轴发生弯曲变形。长轴振摆变形与淬火扫描长度的函数关系与工件尺、形状、淬火功率密度等有关,该试验K≈1。分析认为,高频淬火设备淬火的特点是零件局部温度迅速升高和急速冷却,工件工件各部位加热冷却温度不均匀,产生热应力和组织应力不等时性,在热应力和相变组织应力综合作用下产生工件畸变弯曲变形。淬火硬化和马氏体相变是在0.7mm廊化层深度内进行的,因而硬化层很薄,该表层区域引起的相变组织应力较小。另一方面,高频淬火设备是高密度能量热源,加热热量密度大、能量集中,故引起的热应力变形较为明显。

综上分析,利用高频淬火设备淬火变形规律对淬火长轴变形超差件进行淬火改正处理,根据公式KL x lo-3中K 的影响因素,选择调整淬火参数,如功率大小、光斑直径大小、扫描速度等,通过控制激光扫描长度可有效控制长轴件淬火变形振摆量的大小。试验发现,对振摆变形超过1-2mm的长轴件采用上述高频淬火设备淬火改正方法处理后,长轴变形量振摆量为0.07-0.20mm之间,对两种长变形超差者采用上述工艺处理,其最后变形量振摆量均小于0.20mm。该试验方法已用于生产中,并取得了良好的技术效果。这一改进工艺为人们利用高频淬火设备淬火控制和减少长轴工件变形、提高产品精度提供了一个有效方效方法,同时该方法在生产中应用也带来了良好的技术经济效益。