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1、
Heal TrealnierU
熱處理
AS (機植工人》
H13鋼材質(zhì)曲軸連桿鍛造模具
熱處理工藝的設計
新大洲本田摩托有限公司 (201708) 楊清泉
吉林圓方機械有限公司
(132400) 孫成香
II前,作為一個獨立的行業(yè),模具工業(yè)已經(jīng)取得了 快速的發(fā)展,在湖北黃岡、浙江黃巖、江蘇昆山-?帶已 形成了產(chǎn)業(yè)集群。這是一個融設計、鍛造、機加工、材 料及熱處理于一體的技術密集型行業(yè)。
沒有模具就沒有大批就生產(chǎn)。模具成本一般占產(chǎn)品成 本的15% -30%.因此模具使用性能的好壞和成本的高低. 宜接影響到產(chǎn)品質(zhì)雖的優(yōu)劣和成本的鬲
2、低。人量模具失效分 析的結果表明,檢具材料及熱處理在模具失效中占有相幷的 比重。因此,研究工藝簡單、成本低廉、效果良好的新技 術,用以提高模具,特別是工作條件相當惡劣的模具的壽 命,是節(jié)約能源.材料和工時的當務之急。
1. 材料的選用
曲軸連桿鍛造模具是典型的熱鍛模,工作條件十分 惡劣,使用的是障擦壓力機。曲軸連桿工件始鍛溫度為 1130龍,終鍛溫度為850*。模具型腔采用石思加水冷 卻并起到脫模潤滑的作用,局部溫度約500龍;高溫曲 軸連桿鍛件的反復加熱、冷卻及強烈的摩擦?使模具承 受很大的沖擊載荷,其主要的失效方式為熱疲勞和熱磨 損所造成的型腔塌陷,以及沿飛邊擠出方向的熱磨損裂 紋,當
3、發(fā)展到一?定尺寸時.將嚴重彫響到脫模,明顯降 低鍛件的輛度。為了提烏模具壽命.我們選用了 H13熱 作模具鋼(中國鋼號4Cr5MoSiV)。
H13鋼含有?絞多的俗、鉗、饑等碳化物形成元素,含 碳量較低?含鋸貳較亂因此,鋼的抗領化性、淬透件、耐 熱疲勞性能和韌性都較好。鋼、帆形成的hC和MC型碳化 物,其溶解溫發(fā)碗島.可以細化奧氏體晶粒;冋火時能析 出和MC熨彌散碳化物,增加二次硬化效果,提高熱 強性和熱穩(wěn)定性。H13鋼可以在550 ~ 600弋的髙溫卜服役, 由于其熱疲勞性能好,所以模具可用冷卻液反復冷卻,加上 其韌性高,可適用于熱鍛模幾。
2. 熱處理工藝
針對H13鋼的待點和曲軸連
4、桿鍛造模具的服役條 件,設定了如下熱處理工藝。
(1)型材改鍛肩進行等溫球化退火工藝(見圖1)
球化后,組織為點狀和球狀珠光體,硬度W 223HBW。球化退火后達到細化碳化物,使碳化物帶狀 偏析得以均勻化,因而二次碳化物也絞少出現(xiàn)。
88010
時間巾
圖I
(2)淬火、冋火工藝(見圖2) 為了降低能耗, 先在850弋中溫充分預熱,然后在1060七高溫加熱,使 碳化物溶解,油冷淬火,兩次590Y高溫冋火轉變加一 次低溫去應力回火后的組織為回火托氏體+回火索氏體, 組織見圖3,回火后硬度52HRC。為了避免高溫回火時
金島爐工熱加工..炬現(xiàn)龜區(qū)昭適卻09伴第17期JE3
5、
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熱處理
Heal TrealmeiU
16Mn鎖緊螺母用材與熱處理
江西省分宜驅(qū)動橋有限公司
(336600) 肖家幸
一、兩個問題
我公司生產(chǎn)的工程機械驅(qū)動橋輪邊鎖緊螺母,性能 等級按不同產(chǎn)品要求分為8級和10級兩大類(技術要求 上分別對應規(guī)定為22 -28HRC和28 ~38HRC),皆用45 鋼來制造。其工藝流程為:鋸料-粗車:調(diào)質(zhì)T精車 (包括車螺紋)-?發(fā)黑終檢入庫。為方便敘述,現(xiàn)以 某型號驅(qū)動橋的輪邊鎖緊螺母為例。
問題之一:該鎖緊螺母見
6、圖Io其備料規(guī)格為 l60mmx23mm,包括鋸縫損耗在內(nèi)單件乖達4.1kg。為 避開45鋼淬火裂紋的危險尺寸,熱處理調(diào)質(zhì)時的工件形 狀與尺寸見圖2。很顯然,這樣生產(chǎn)耗材多,精乍時既 費時又消耗刀具"
問題之二:工程機械驅(qū)動橋橋殼總成的兩端各有個 叫輪邊支承軸的求耍部件,該部件不少足由半軸套管插 入耳板幾后組那而成的.其中的耳板均采用20mm厚的
圖1鎖緊螺母零件
圖2鎖緊螺傑粗加工圖
16Mn熱軋板切割成形,耳板孔落下的圓形板料.規(guī)格大 多在4)150-4>170mm的范圍內(nèi)?長期以來幾乎都與邊角 廢料一道用于鑄鋼料即重新回爐,實為可惜。
二.解決方法
1 ?思路
7、
解決上述兩個問題主要源于購方面頫因:一是鋼材
沖擊韌度和斷珈韌度值
室鎰拉伸性能
沖擊韌度
畋/J ? rm-2
斷裂切度
Kw/( MPa - m,/2)
屈服強度
a/MPa
抗拉強度
a,/MPa
35.0
68.0
1310
1470
H13鋼曲軸連桿鍛造模具熱處理后的主要性能
4.使用效果
圖 3 500 x
出現(xiàn)貝氏體脆性,所以選擇r?油冷淬火。由于回火 二次帔化后的便度雖高,但韌性差,不適合熱鍛模.所 以選擇rsgot的高溫回火,這樣避開了回火二次硬化 溫區(qū),回火時沒有明顯的硬化峰。
3.
8、 熱處理后的主要性能
經(jīng)上述熱處理后.H13鋼曲軸連桿鍛造模具既冇足 夠的熱強性,也有較扁的韌性,因此其抗熱疲勞性能較 好。主要性能指標見附表。
經(jīng)上述的熱處理工藝加工后,曲軸連桿鍛造成型模 具使用壽命達500()件以上/毎次修模,町多次修模(用 電火花等修模,不必再熱處理)審復使用。
通過應用等溫球化退火的預處理工藝來細化碳化物, 并均勻化帶狀偏析,再經(jīng)中溫預熱及島溫加熱、油淬及 三次冋火后.使模貝具有了滿足熱鍛使用要求的熱強性 和韌性,充分具備了在熱鍛模服役條件下的性能要求, 并FI使曲軸連桿鍛造成型欖具具有使用壽命高、成本低、 能源消耗少的特點。MW (20090208)
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2009^17^ 熱處矽鍛壓7鑄進
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余必爐工 於加工