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蝸輪減速機,蝸杆淬火處理技巧
發布時間:2020-06-11 23:27:00 點擊:

減速機蝸杆在使用過程中有裂紋產生甚至有斷裂傾向,這對安全生產有很大的危害。蝸杆工藝要求:蝸杆齒部硬度大於45HRC,芯部硬度不大於30HRC。原熱處理工藝采用20Cr鋼經滲碳後鹽爐淬火。金相分析發現:蝸杆表麵硬度符合工藝要求,但是芯部硬度偏高,很明顯滲碳時的碳已擴散到芯部,使芯部硬度偏高韌性不足內應力增大,內應力增大等是產生裂紋和斷裂傾向的根源;而且我們認為20Cr滲碳後鹽爐淬火這樣的二步熱處理生產成本比較高且變形量大,淬火後變形量大往往需要再增加一道校直工序,使生產周期和成本進一步提高。
       第一種熱處理工藝:鹽爐加熱溫度840~850℃,保溫10min,水冷,低溫回火。金相分析和硬度測試:蝸杆齒根部硬度都在50HRC以上,淬硬層深度約2.5mm。磁粉探傷和金相分析發現大部分蝸杆有細小裂紋,裂紋都位於齒根部,平均長度4~5mm,這是因為蝸杆齒根部的直徑正好處於45鋼常規淬火危險尺寸範圍內。

第二種熱處理工藝:鹽爐亞溫加熱780~790℃,保溫10min,水冷,低溫回火。金相分析和硬度測試:蝸杆齒部硬度都在45HRC以上,淬硬層深度約2mm,顯微硬度檢測發現硬度梯度分布合理。磁粉探傷檢測和金相分析均未發現蝸杆有淬火裂紋。

第三種熱處理工藝:鹽爐加熱溫度840~850℃,零保溫1~2min,水淬油冷,低溫回火。金相分析和硬度測試:蝸杆齒部硬度都在45HRC以上,淬硬層深度約2mm。顯微硬度檢測發現硬度梯度分布合理。磁粉探傷檢測和金相分析同樣未發現淬火裂紋。

試驗結果證明45鋼蝸杆采用降低淬火加熱溫度或減少保溫時間二種熱處理方法都能達到工藝要求。45鋼蝸杆亞溫加熱淬火之所以沒裂紋且硬度合格,這是因為蝸杆齒表麵剛達到淬火溫度而蝸杆齒芯部尚未達到淬火溫度不發生相變。同樣45鋼蝸杆零保溫鹽爐淬火之所以沒有裂紋且硬度合格,我們認為蝸杆在840~850℃加熱時,齒表麵快速升溫,當表麵達到淬火溫度時,齒芯部同樣還處在相變點以下,這時淬火避開了45鋼淬火裂紋的危險尺寸區域,而且變形小。其次水淬、油冷分級淬火,減小了淬火應力,減少了淬火開裂傾向。

但是這二種淬火工藝也有一定局限性:鹽爐亞溫加熱和零保溫淬火時,蝸杆齒表麵或因為加熱溫度較低或因為保溫時間幾乎為零,因而晶粒都比較細小且淬硬層區尚有少量未轉變的鐵素體,所以這二種工藝最好用於表麵硬度45~50HRC、對變形要求比較高的零部件,另外那些尺寸正好處於45鋼淬火裂紋危險尺寸的零部件,也可以使用亞溫加熱淬火和零保溫淬火工藝以避免產生淬火裂紋。

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