活塞杆如何热处理?它的热处理方式有哪些?

原标题:活塞杆如何热处理?它的热处理方式有哪些?
冷冻工艺、高温工艺在很多领域都有应用 。 比如热处理工艺 , 它是一种将金属材料或其制品加热到要求的温度 , 用选定的速度和方法进行冷却 , 改变其内部组织 , 以获得它所要求性能的工艺 。 这类工艺在很多工业领域的产品加工中都有应用 , 但活塞杆如何进行热处理呢?它的热处理方式有哪些呢?烟台顺发元件气动有限公司解答如下 。
一、调质处理调质处理的目的是使活塞杆具有强度、硬度、塑性、韧性良好匹配的综合力学性能 , 内部组织为均匀细小的回火索氏体 , 为后续表面淬火作好组织准备 。 长缸活塞杆长度达3800-4200 , 直径为Φ90-Φ110mm , 因此其加热设备采用150KW的井式电阻炉或600KW悬挂式连续电阻加热炉 , 温度分上下两区控制 。 热处工艺参数:在井式炉中一炉悬空装4支 , 淬火加热温度为830±10℃ , 保温160min后分2次出炉淬火 , 每次淬2支 , 采用循环冷却水冷却 , 淬火冷却时上下摆动 , 以保证较大限度的冷却均匀 , 冷却到100℃左右(杆冒蒸汽但不起泡)出水入井式回火炉回火 。 然后4支一次采用550±10℃加热、保温190min回火后水冷 。 经上述工艺调质处理后 , 性能不稳定 , 硬度在210-255HBS之间波动 , 同一支活塞杆上、中、下硬度也相差很大 。 且有时有个别炉次硬度不合格或强度偏低 , 需进行返修处理 。 淬火变形比较大 , 增大后续校直与机械加工难度 。 因45钢淬透性差 , 金相观察其内部组织并不是单一均匀的回火索氏体 , 而是在其心部存在大块的游离铁索体 , 个别零件还存在网状铁索体与魏氏组织 。 为解决上述问题 , 我们采用悬挂式连续热处理调质炉进行淬火加热 , 每挂装2支 , 加热保温后出炉自动淬火 , 每节拍出一挂 , 确保加热均匀 。 考虑到45钢的Ac3温度为770-780℃ , 为尽可能细化晶粒与减小变形 , 我们采用790±10℃亚温淬火工艺 , 细化奥氏体晶粒 , 淬火后得到细小均匀的板条马氏体 , 以提升活塞杆的强韧性配合 。 为进一步减小变形 , 同时提升淬火液冷却均匀性 , 我们在自来水中添加5%-10%的淬火添加剂 , 淬火时同样采用循环水泵强制冷却液循环冷却 。 回火仍采用550±10℃加热 , 节拍同淬火节拍一至 , 回火后出炉水冷 , 避免第二类回火脆性的产生 。 经上述工艺改进后 , 内部组织为均匀的细小回火索氏体 , 削除了大块状或网状铁素体与魏氏组织 , 硬度强度均匀、稳定 。

活塞杆如何热处理?它的热处理方式有哪些?
文章图片
活塞杆
二、表面淬火活塞杆工作过程中运动频繁 , 受力复杂 , 因此除要求具有良好的综合力学性能防止变形与断裂外 , 还要求其表面具有较高的耐磨性 , 表面硬度要求达到58-62HRC , 生产过程中常采用高频淬火处理 。 淬火设备选用半自动连续淬火加热炉 , 活塞杆由上料机输送到淬火炉传送带上 , 通过传送带水平旋转匀速送入感应圈中加热淬火 。 表面淬火的目的是获得高的表面硬度 , 以支撑表层镀铬层 , 从而提高产品的耐磨性与耐蚀性 , 这一步的关键是感应线圈的制作与淬火工艺参数的选择 。 感应线圈采用10*8mm矩形铜管弯制而成 , 并设计为双层结构并排放置 , 前后圈之间相隔一定距离 , 前圈不做喷水孔 , 利用前圈进行预热 。 后圈钻孔径为0.9mm的喷水孔 , 沿圆周均匀分布 , 喷水角度设计为36度;感应圈内径比活塞杆外径大4-5mm 。 淬火加热阳极电压PV为11-12KV , 阳极电流PA为1.9-2.2A , 栅极电流GA为0.38-0.40A , 通过调节活塞杆送料架旋转速度来控制活塞杆移动速度 , 将活塞杆表面加热到890-910℃后激速喷水冷却 。 淬火液选用专用淬火液加50-60%的水稀释而成 , 喷水压力保持在0.1MPa左右 , 通过控制喷水冷却时间从而控制水冷后产品温度 , 利用余热自身回火 。 经检测 , 淬硬层深度为2-3mm , 表层组织为回火马氏体 , 心部组织为回火索氏体 , 表面硬度为58-60HRC , 心部硬度为210-230HBS 。
活塞杆如何热处理?它的热处理方式有哪些?】三、去应力退火由于表面淬火是利用产品自身余热进行回火处理 , 回火温度逐步降低 , 没有一个完整的回火保温过程 , 回火时间短 , 应力消除不完全 , 部分产品中存在较大的残余应力 。 在后续磨削加工过程中 , 如果磨削内应力与表面淬火的残余内应力相叠加 , 当应力值超过材料抗拉强度时 , 活塞杆表面会产生应力裂纹 , 如果应力没有超过材料抗拉强度而以残余应力形式存在于产品当中 , 在后续镀铬或使用过程中因应力重新分配而引起镀层开裂 , 造成镀铬层产生裂纹 。 因此 , 活塞杆镀铬前必须进行退火处理 , 以消除磨削与表面处理产生的内应力 。 去应力退火加热温度为200-230℃ , 保温190min后随炉冷却到160℃出炉空冷 。 去应力退火安排在磨削加工之后电镀之前 , 以充分消除活塞杆内部残余应力 , 提升镀层质量与产品合格率 , 提高活塞杆使用寿命 。 上述内容在活塞杆的调质处理、表面淬火、去应力退火等热处理工艺的作用 , 处理技术和效果上有着非常详细的介绍 , 相信可以帮助大家对此工艺和活塞杆的制作工艺有一个详细的了解 。