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銷(xiāo)軸淬火產(chǎn)生裂紋的原因及預(yù)防措施有哪些？
銷(xiāo)軸淬火裂紋的產(chǎn)生原因有哪些？根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)分析，主要是在熱處理工藝以及零件加工工藝這兩方面，下面即將展開(kāi)詳細(xì)的分析。如果要防止銷(xiāo)軸淬火產(chǎn)生裂紋，那應(yīng)該采取哪些措施？通過(guò)以上這些分析，我們可以得出哪些結(jié)論或經(jīng)驗(yàn)？
1.原因分析
(1)熱處理工藝
a.發(fā)生淬裂的關(guān)鍵原因是銷(xiāo)軸在水中冷卻時(shí)間控制不當(dāng)，出水過(guò)晚，造成銷(xiāo)軸淬透，由于組織應(yīng)力及熱應(yīng)力的共同作用，當(dāng)銷(xiāo)軸表面形成的切向拉應(yīng)力大于軸缶拉應(yīng)力，且超過(guò)材料的斷裂強(qiáng)度時(shí)，銷(xiāo)軸便發(fā)生軸向淬火裂紋。
b.銷(xiāo)軸的裝爐方式及加熱參數(shù)不適宜。原先銷(xiāo)軸用鍍鋅鐵絲扎編成串后入爐加熱，且銷(xiāo)軸在高溫下經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的保溫，而零件出爐后又沒(méi)經(jīng)預(yù)冷直接進(jìn)入淬火淬冷，造成了銷(xiāo)軸在爐內(nèi)受熱不均及隨后淬冷過(guò)程中，上下不同濃度處銷(xiāo)軸的冷卻狀況的差異，鐵絲下端銷(xiāo)軸更易淬裂。隨著加熱溫度的提高及保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，增大了銷(xiāo)軸淬裂的傾向。
c.爐溫的不均勻性也是值得關(guān)注的方面。由于長(zhǎng)時(shí)間的頻繁使用，造成爐絲及爐門(mén)的嚴(yán)重?fù)p傷，致使在加熱過(guò)程中，爐口與爐內(nèi)溫度的嚴(yán)重不均。
(2)零件加工工藝
將原材料車(chē)削加工成不同形狀、尺寸的工件并不困難，關(guān)鍵是在相對(duì)落后的生產(chǎn)設(shè)備等條件下，能否零部件設(shè)計(jì)要求是所有工藝人員必須考慮的前提。而作為設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)各種零部件時(shí)，不僅考慮零部件的使用性能，還應(yīng)根據(jù)加工部門(mén)使用的設(shè)備現(xiàn)狀、加工工序及材料成本等綜合情況，來(lái)選取適宜的材料作為零件用料。只有從設(shè)計(jì)用材、材料品質(zhì)、零件加工工序及機(jī)架裝備尤其是機(jī)加刀具的切削性能、熱處理設(shè)備及實(shí)際執(zhí)行的熱處理工藝等綜合方面來(lái)改善，才是解決問(wèn)題的根本。
2.預(yù)防措施
(1)針對(duì)特定的材質(zhì)及機(jī)加工工藝，在熱處理設(shè)備條件有限的前提下，首先改變銷(xiāo)軸的裝爐方式，即將銷(xiāo)軸用鐵絲扎編成串改為鐵盤(pán)吊裝，以加熱、淬冷及出液時(shí)銷(xiāo)軸溫度的均勻與一致性。
(2)嚴(yán)格控制軮淬火液中的冷卻時(shí)間。對(duì)易裂銷(xiāo)軸在淬火液或水中的冷卻時(shí)間一般按0.25s/mm計(jì)，并在冷卻過(guò)程中上下竄動(dòng)吊盤(pán)，以盡量使工件均勻冷卻，到時(shí)迅速轉(zhuǎn)入油中或空冷，并將冷至60℃—100℃的銷(xiāo)軸立即入爐進(jìn)行回火。若銷(xiāo)軸淬后硬度＞HRC56，需注意銷(xiāo)軸的淬裂傾向。
(3)因T8A材料的Ac1溫度為730℃，一般水淬適宜的加熱溫度為790℃左右，因此將銷(xiāo)軸淬火加熱溫度調(diào)整為800℃，保溫時(shí)間嚴(yán)格按1.2min/mm共15min后即進(jìn)行淬火。改用吊盤(pán)吊裝后，銷(xiāo)軸在爐內(nèi)受熱狀況趨向一致，同時(shí)銷(xiāo)軸在水中淬冷時(shí)的狀態(tài)也趨向一致，有利于銷(xiāo)軸硬度的均勻性。另外，對(duì)易裂銷(xiāo)軸在淬火前進(jìn)行740℃×30min短時(shí)退火處理，也很有益處。
3.分析總結(jié)
(1)在易裂銷(xiāo)軸淬火時(shí)，不僅要嚴(yán)格控制淬火加熱溫度、保溫時(shí)間等基本的熱處理工藝參數(shù)，同時(shí)要注重銷(xiāo)軸的裝爐及冷卻方式，嚴(yán)格控制銷(xiāo)軸在冷卻介質(zhì)中的淬冷時(shí)間、出水溫度、淬后硬度及回火時(shí)機(jī)。
(2)當(dāng)銷(xiāo)軸多次發(fā)生淬裂事故時(shí)，不僅要從熱處理工藝方面分析問(wèn)題，還需從選材、材料品質(zhì)，機(jī)加工工藝，尤其是使用的刀具性能、各工序間的安排等多方面進(jìn)行綜合考慮并予以改善。
(3)進(jìn)行必要的設(shè)備更新。隨著對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提升，僅靠幾臺(tái)老式的熱處理設(shè)備是很難生產(chǎn)出高品質(zhì)的熱處理零部件的，要考慮更新設(shè)備。
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1.原因分析
(1)熱處理工藝
a.發(fā)生淬裂的關(guān)鍵原因是銷(xiāo)軸在水中冷卻時(shí)間控制不當(dāng)，出水過(guò)晚，造成銷(xiāo)軸淬透，由于組織應(yīng)力及熱應(yīng)力的共同作用，當(dāng)銷(xiāo)軸表面形成的切向拉應(yīng)力大于軸缶拉應(yīng)力，且超過(guò)材料的斷裂強(qiáng)度時(shí)，銷(xiāo)軸便發(fā)生軸向淬火裂紋。
b.銷(xiāo)軸的裝爐方式及加熱參數(shù)不適宜。原先銷(xiāo)軸用鍍鋅鐵絲扎編成串后入爐加熱，且銷(xiāo)軸在高溫下經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的保溫，而零件出爐后又沒(méi)經(jīng)預(yù)冷直接進(jìn)入淬火淬冷，造成了銷(xiāo)軸在爐內(nèi)受熱不均及隨后淬冷過(guò)程中，上下不同濃度處銷(xiāo)軸的冷卻狀況的差異，鐵絲下端銷(xiāo)軸更易淬裂。隨著加熱溫度的提高及保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，增大了銷(xiāo)軸淬裂的傾向。
c.爐溫的不均勻性也是值得關(guān)注的方面。由于長(zhǎng)時(shí)間的頻繁使用，造成爐絲及爐門(mén)的嚴(yán)重?fù)p傷，致使在加熱過(guò)程中，爐口與爐內(nèi)溫度的嚴(yán)重不均。
(2)零件加工工藝
將原材料車(chē)削加工成不同形狀、尺寸的工件并不困難，關(guān)鍵是在相對(duì)落后的生產(chǎn)設(shè)備等條件下，能否零部件設(shè)計(jì)要求是所有工藝人員必須考慮的前提。而作為設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)各種零部件時(shí)，不僅考慮零部件的使用性能，還應(yīng)根據(jù)加工部門(mén)使用的設(shè)備現(xiàn)狀、加工工序及材料成本等綜合情況，來(lái)選取適宜的材料作為零件用料。只有從設(shè)計(jì)用材、材料品質(zhì)、零件加工工序及機(jī)架裝備尤其是機(jī)加刀具的切削性能、熱處理設(shè)備及實(shí)際執(zhí)行的熱處理工藝等綜合方面來(lái)改善，才是解決問(wèn)題的根本。
2.預(yù)防措施
(1)針對(duì)特定的材質(zhì)及機(jī)加工工藝，在熱處理設(shè)備條件有限的前提下，首先改變銷(xiāo)軸的裝爐方式，即將銷(xiāo)軸用鐵絲扎編成串改為鐵盤(pán)吊裝，以加熱、淬冷及出液時(shí)銷(xiāo)軸溫度的均勻與一致性。
(2)嚴(yán)格控制軮淬火液中的冷卻時(shí)間。對(duì)易裂銷(xiāo)軸在淬火液或水中的冷卻時(shí)間一般按0.25s/mm計(jì)，并在冷卻過(guò)程中上下竄動(dòng)吊盤(pán)，以盡量使工件均勻冷卻，到時(shí)迅速轉(zhuǎn)入油中或空冷，并將冷至60℃—100℃的銷(xiāo)軸立即入爐進(jìn)行回火。若銷(xiāo)軸淬后硬度＞HRC56，需注意銷(xiāo)軸的淬裂傾向。
(3)因T8A材料的Ac1溫度為730℃，一般水淬適宜的加熱溫度為790℃左右，因此將銷(xiāo)軸淬火加熱溫度調(diào)整為800℃，保溫時(shí)間嚴(yán)格按1.2min/mm共15min后即進(jìn)行淬火。改用吊盤(pán)吊裝后，銷(xiāo)軸在爐內(nèi)受熱狀況趨向一致，同時(shí)銷(xiāo)軸在水中淬冷時(shí)的狀態(tài)也趨向一致，有利于銷(xiāo)軸硬度的均勻性。另外，對(duì)易裂銷(xiāo)軸在淬火前進(jìn)行740℃×30min短時(shí)退火處理，也很有益處。
3.分析總結(jié)
(1)在易裂銷(xiāo)軸淬火時(shí)，不僅要嚴(yán)格控制淬火加熱溫度、保溫時(shí)間等基本的熱處理工藝參數(shù)，同時(shí)要注重銷(xiāo)軸的裝爐及冷卻方式，嚴(yán)格控制銷(xiāo)軸在冷卻介質(zhì)中的淬冷時(shí)間、出水溫度、淬后硬度及回火時(shí)機(jī)。
(2)當(dāng)銷(xiāo)軸多次發(fā)生淬裂事故時(shí)，不僅要從熱處理工藝方面分析問(wèn)題，還需從選材、材料品質(zhì)，機(jī)加工工藝，尤其是使用的刀具性能、各工序間的安排等多方面進(jìn)行綜合考慮并予以改善。
(3)進(jìn)行必要的設(shè)備更新。隨著對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提升，僅靠幾臺(tái)老式的熱處理設(shè)備是很難生產(chǎn)出高品質(zhì)的熱處理零部件的，要考慮更新設(shè)備。
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