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信息編輯:鄭州高氏   發布時間:

    某軍工產品三角花鍵材料為調質45鋼,硬度為17-27HRC,采用滾壓加工方法制造。生產中發現,由于選材和熱處理工藝缺陷,滾壓輪壽命不高,低于1000件/副,嚴重制約軍工生產;并且由于滾壓輪工作壽命低;使其生產成本過高,難以維持正常生產。經分析缺陷產生的原因,發現采用9SiCr鋼做原材料,經高頻加熱設備熱處理后,性能優良,滿足了生產要求。

    滾壓輪工作時在轉動的同時擠壓工件加工,使工件表面產生塑性變形,產生三角形齒。滾壓輪齒部位工作中承受擠壓應力和彎曲應力,同時承受振動沖擊載荷,因而工作部位受到沖擊彎曲應力和沖擊擠壓應力作用。另一方面,滾壓輪高速循環滾壓轉動還承受疲勞應力作用,易于產生疲勞斷齒。在工作中,滾壓輪和工件間相互摩擦。因此,要求滾壓輪具有高強度、硬度,良好的斷裂韌度、疲勞強度,以及良好的耐磨性能。

    分析表明,高合金鋼Cr12MoV鋼具有上述綜合性能,但研究發現,Cr12MoV鋼共晶碳化物不均勻性較高,直接影響其抗脆斷能力。9SiCr鋼屬于過共析低合金工具鋼,具有滾壓輪要求的力學性能。該鋼碳化物分布均勻細小,網狀碳化物析出傾向低,淬透性能良好,回火后組織和硬度穩定,承載能力高,適于等溫淬火強化;另外,9SiCr鋼價格為Cr12MoV鋼的55%-60%,價格成本低也是其優勢之一。唯一不足是9SiCr鋼脫碳敏感性高,此點在熱處理工藝中采取保護加熱等工藝措施可予以避免。因此,采用9SiCr鋼制作三角花鍵滾壓模。

    滾壓模熱處理包括預備熱處理和終熱處理。經預備熱處理后理想的組織為無網狀碳化物,碳化物分布細小均勻。經比較分析,采用調質處理作預備熱處理工藝。工藝為:采用高頻加熱設備進行800-900℃的加熱后淬油,油冷至150℃;然后進行760℃的回火熱處理。工件硬度控制在240HBW左右。

    9SiCr鋼調質處理后,無網狀碳化物,碳化物呈彌散均勻圓整分布,提高了工件耐磨性,同時為終熱處理作好準備。終熱處理為850℃奧氏體化,晶粒度達12級。因加熱溫度低,使大量彌散碳化物保留,其奧氏體碳質量分數≤0.6%,等溫后形成的馬氏體微觀結構以位錯為主,從而使材料的強度和韌性得到很好的匹配。雖然低溫加熱使殘留奧氏體減少,但對提高工件耐磨性有利。

    采用此工藝進行熱處理,工件性能優良,工件平均壽命達7000件/副以上,滿足了技術要求和軍工生產需求。

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