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浅析零件热处理的变形行为(2)

时间:2014-01-06 16:45来源:洛阳科诺 作者:admin 点击:

5、淬火操作

热处理过程直接影响着热处理变形,其它因素都间接地影响着热处理变形,这也是人们普遍将热变形归结于热处理的原因之一。实际上,淬火过程中的各种工艺参数也确实对热处理变形会产生重要的影响

(1)淬火介质的选择,应在满足淬透性的原则下,选择冷却能力最低的介质;同时淬火介质最好在钢材即将发生马氏体相变之前及马氏体相变过程中,冷却速率鞍低。以前人们选用硝盐作为淬火介质,但是硝盐的易燃、易爆和有毒性限制了其使用范围。目前国内外发明了许多分级淬火油,部分解决这种问题,这些淬火介质在700C冷却速率较高,而淬火油温较高,它有助于钢材的淬透和马氏体相变过程中,冷却速率较低,从而降低了热应力和维织应力

(2)在热处理过程中,淬火加热温度高.热应力相应增大.淬火后的热处理畸变的可能性也相应增大。因此,对于结构复杂而又容易变形的零件.淬火温度宜选用下限。

(3)零件返修重复淬火时,变形量将随着淬火次数的增加而叠加。如因回火温度过高硬度偏软不得不返修时,零件最好先进行正火或高温回火(即低温退火),去除淬火应力后再淬火,以防止较大变形和淬裂。

(4)热处理装炉时的吊挂方式和吊挂工具,对减小零件的变形也有很大关系,特别是内、外径都比较大的薄壁环类零件,除了内、外径的胀缩外.往往还会变成椭圆形,使内、外径磨不出而报废。对长轴及空心长套筒类零件,在装炉时必须选配好专用工具,工具的选择应以能够保证零件在自由状态下直接淬人冷却剂中为原则,以减小翘曲或弯曲变形。对于长轴类零件.若进热之前零件已经发生了严重变形.即使经过热前校直.由于热处理过程中,弹性应力恢复和热应力、组织应力引起的热变形,热处理后变形只会加大。

另外。在现场生产中,还应该注意在热处理之前检查零件尺寸,若在零件淬火之前,尺寸已经超差,一经淬火岿然造成热处理废品,由于它混杂在废品样中.因而掩盖了造成零件报废的真正原因,致使责任不清,甚至引起巨大的浪费和不必要的鲥纷。

当然,热处理变形的影响因素还有很多.如设计的不合理性结构的不对称性,零件壁厚分布的差异性太大(如我厂FI5变速器中的三档从动齿、四档从动齿及五档从动齿)等等。

三、齿轮零件的热处理变形

齿轮的淬火变形是影响齿轮精度和使用寿命的重要因素之一研究表明.渗碳淬火使齿轮的精度降低1~1.5级,碳氮共渗可使齿轮的精度降低1级.即使采用等离子氮化也会使齿轮的精度有所降低。而齿轮热处理后要校正齿形的变形是很困难的,因此一般都先在生产中进行试验,掌握齿轮的变形规律,随后制订合适的热处理工艺,与机加工相配合以控制齿轮的变形,保证台格的产品。

齿轮属于套圈类的零件,淬火时不仅齿形会发生变形,内外径和节圆也会发生变形且由于齿部的冷却速率较快,因此齿部对还会影响内孔的变形。常见齿轮的渗碳和碳氮共渗的齿轮热处理畸变的主要形式见表1所示。渗碳齿轮淬火变形属于热应力变形,淬火后通常内径收缩,外径胀大。一般内径缩小0.02~0.08mm,外径胀大0.。1~0.07mm。渗碳齿轮淬火后,一般中小模数齿轮节圆胀大0.03~0.08mm;齿顶变形比齿根大,平均为0.025~0.03mm;齿向改变0.O1~O.03mm,齿形也有一定的改变,但相对较小,一般小于0.01mm。

零件的热处理变形直接原因在于热处理过程中的热应力和组织应力,但是影响因素很多,包括原材料的化学成分、淬透性,结构设计的台理性,毛坯的组织、应力分布均匀性、玲加工后的残余应力、热处理工艺参数、热处理工装夹具等等。为减小热处理变形,需要系统分析,加强全过程控制,并加强热变形规律的掌握,做好玲热加工的配合,从而提高零件,尤其是齿轮加工的精度水平。