45钢淬火裂纹的工艺质量控制.doc

45钢淬火裂纹的工艺质量控制 ff 叉车技术1999.4 Bb 大连叉车总厂! [摘要]本文通过时45钢冷拨六角钢淬火裂纹分析,找到j裂纹产生的原因,为了避免此 种裂纹的产生,卫从热处理工艺质量控制角度 [关键词]调质淬火介质 1.前言一\ 叉车差速器螺栓是连接差速器与左壳体 的重要零件.在叉车运行过程中,它承受复杂 的扭转,剪切应力和一定的冲击应力.因此, 差速器螺栓要有中够的硬度,疲劳强度和一 定的韧性. 我厂生产的CPCD5型叉车,其差速器 螺栓采用45钢制造,零件形状和尺寸如图所 示 其工艺路线为: 下料一调质一车一氧气一成品一装配 热处理技术要求的硬度为HRC28--32 表1 , 工 2.存在的问题 设计采用冷拉六角钢,对边距离S为 18ram.下料长度为368mm,经热处理调质 后,加工成差速器螺栓,其热处理工艺如表1 装炉保温冷却宁号工艺名称备注 装炉温度时间m_温度时间mln介质方式 1淬830士lO到温832士lO6O～12O柱20--50~冷至水温 2回火56O～620到温56O～62O75～135空气玲至室温 3检查布氏硬度计,抽检硬度 经表1工艺调质后,发现原材料开裂为 5O,裂纹外观形貌如图2 豳245蛔冷拉六角锕淬火裂纹外观形髋 3.对问题的分析 3.1化学成份 化学成份见表2,符合标准要求 表245钢冷拉六角钢化学成份 化学成份()f 【!:!l!:堑I!:塑I:!I!:!!『 3.245钢淬透性 原材料s一18ram,45钢的淬裂危险尺 寸5～llmm,有资料提供45钢水淬临界直 径为5～20ram,采用水淬,该原材料能够淬 透 3.3金相分析 在淬裂的原材料上垂直于轴线方向取 样,显微组织为回火索氏体,是调质后的正常 显微组织,主裂纹两侧组织无明显变化,附近 ?17? 又车技术1999.4 有二次裂纹.平行于轴线方向取样以观察材 料表面组织,发现主裂纹侧有很浅的氧化脱 碳层,两侧有一定量的夹杂物,裂纹尾部表现 出非淬火裂纹形态.从而,推测裂纹可能是坯 料因表面存在缺陷和淬火冷却速度过大共同 作用造成的. 取未经热处理的坯料观察发现,本批材 料表面质量欠佳,大部分坯料表面有1—3条 较深的(lt;O.35)拉痕,将坯料进行磁力探伤 发现,原料表面有与轴心线平行的,长度不等 的(max一100mm)极细发纹.光镜观察发纹 宽度在0.07ram左右,深度约0.25ram,两侧 有较深多的氧化物夹杂. 原材料经金相检验,带状组织小于2级, 材料是冷拉状态供货. 综合检测结果可以看出,45钢冷拉六角 钢坯料淬裂的主要原因是原材料表面存在拉 痕和发纹,而拉痕和发纹容易造成应力集中, 在坯料淬透情况下,马氏体转变区冷速过大, 表面应力超过材料断裂抗力时,很容易在应 力集中处造成淬火裂纹. 4.措施 从热处理工艺质量控制角度考虑上述问 题,采取以下相应的防淬裂措麓 4.1淬火前原材料要进行预处理 原始组织不均匀,会造成材料各向力学 性能不均,对淬火产生裂纹有一定影响.为了 消除冷轧应力,改善轧制组织,细化晶粒,也 为随后的热处理作好组织准各,使用冷拉供 货状态的材料制造重要零件尤其使用有表 面缺陷的冷拉材料制造重要零件时,应进行 正火处理 4.2在保证硬度的淬透性的前提下,选择较 低加热温度 45钢AC3为78O,淬火温度一般采用 803土1O为了防止淬裂,我们采用810进行 淬火. 4.3更换淬火介质 45钢一般用水冷,为了使坯料淬裂倾向 减小,我们采用二硝水溶液进行淬火,二硝水 溶液的冷却速度比水缓慢. 4.4改进淬火操作 原操作是在箱式炉中将坯料加热后,钩 入水槽,入水方式不当.正确的操作是淬火时 浸入方式为垂直浸入. 由于45钢Ms为34O,淬火出水温度 以控制在20.左右为宜,然后转显空冷.改 进后的热处理工艺见表3和表4 表3正火正艺 装炉保温冷却备注 V-”嚷炉温度l时间min温度时间rain介质方式 正火室温到温860l2O空气拎至水温 检查 表4调质工艺 装炉保温冷却亭号工艺名称备注 装炉温度时间rain温度时间rain介质方式 二硝水狰至200C1淬火810到温81O60w120 20~60生右出水空硝 2回火510w54O到温510w54O75wl35空气冷至室温 3检查布氏硬度计,抽幢硬度 5.结束语 (1)45冷拉六角钢制差速器螺栓坯料产 生淬火裂纹的主要原因是原材料表面存在缺 陷. (z)适当地降低淬火加热温度和淬火冷 ?18? 却速度,可有效地懈决零件坯料因表面存在 拉痕,发纹类浅层缺陷的淬火开裂问题. (3)供贷状态为冷拉的中碳钢,调质淬火 前是否增加正火工序,应视坯料表面质量等 因素确定,避免浪费能源.