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信息编辑:郑州高氏   发布时间:

    某军工产品三角花键材料为调质45钢,硬度为17-27HRC,采用滚压加工方法制造。生产中发现,由于选材和热处理工艺缺陷,滚压轮寿命不高,低于1000件/副,严重制约军工生产;并且由于滚压轮工作寿命低;使其生产成本过高,难以维持正常生产。经分析缺陷产生的原因,发现采用9SiCr钢做原材料,经高频加热设备热处理后,性能优良,满足了生产要求。

    滚压轮工作时在转动的同时挤压工件加工,使工件表面产生塑性变形,产生三角形齿。滚压轮齿部位工作中承受挤压应力和弯曲应力,同时承受振动冲击载荷,因而工作部位受到冲击弯曲应力和冲击挤压应力作用。另一方面,滚压轮高速循环滚压转动还承受疲劳应力作用,易于产生疲劳断齿。在工作中,滚压轮和工件间相互摩擦。因此,要求滚压轮具有高强度、硬度,良好的断裂韧度、疲劳强度,以及良好的耐磨性能。

    分析表明,高合金钢Cr12MoV钢具有上述综合性能,但研究发现,Cr12MoV钢共晶碳化物不均匀性较高,直接影响其抗脆断能力。9SiCr钢属于过共析低合金工具钢,具有滚压轮要求的力学性能。该钢碳化物分布均匀细小,网状碳化物析出倾向低,淬透性能良好,回火后组织和硬度稳定,承载能力高,适于等温淬火强化;另外,9SiCr钢价格为Cr12MoV钢的55%-60%,价格成本低也是其优势之一。唯一不足是9SiCr钢脱碳敏感性高,此点在热处理工艺中采取保护加热等工艺措施可予以避免。因此,采用9SiCr钢制作三角花键滚压模。

    滚压模热处理包括预备热处理和最终热处理。经预备热处理后理想的组织为无网状碳化物,碳化物分布细小均匀。经比较分析,采用调质处理作预备热处理工艺。工艺为:采用高频加热设备进行800-900℃的加热后淬油,油冷至150℃;然后进行760℃的回火热处理。工件硬度控制在240HBW左右。

    9SiCr钢调质处理后,无网状碳化物,碳化物呈弥散均匀圆整分布,提高了工件耐磨性,同时为最终热处理作好准备。最终热处理为850℃奥氏体化,晶粒度达12级。因加热温度低,使大量弥散碳化物保留,其奥氏体碳质量分数≤0.6%,等温后形成的马氏体微观结构以位错为主,从而使材料的强度和韧性得到很好的匹配。虽然低温加热使残留奥氏体减少,但对提高工件耐磨性有利。

    采用此工艺进行热处理,工件性能优良,工件平均寿命达7000件/副以上,满足了技术要求和军工生产需求。

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