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以局部加热代替整体加热方法

通过热处理工艺优化,达到节能的目的,是现代热处理节能最有效手段之一。今天介绍两例工艺。


1.以局部加热代替整体加热方法

应用实例:60Ti钢中频淬火取代20MnVB钢渗碳制造十字轴

十字轴是汽车万向节的重要零件,一直采用低碳合金钢渗碳淬火工艺,其使用寿命在3km左右。改用低淬透性钢中频淬火工艺,不但节省材料费用和工艺费用,成本降低约50%,而且可提高零件使用寿命。


(1)60Ti钢十字轴中频淬火工艺:频率为2500Hz,功率为18~25kW,变压比12∶2,电压350~450V,电流160~165A,加热时间5.5min,用20℃自来水喷冷淬火,水压0.3~0.4MPa,回火采用160~200℃自回火工艺。


(2)十字轴中频淬火后的性能及成本如表1所示。

1  不同材料及工艺十字轴的性能及成本比较

钢材

工艺

切削

性能

磨削

性能

弯曲疲劳

寿命/×106

扭转疲劳

寿命/万次

静扭强

/N·m

成本

/(元/件)

20MnVB

渗碳淬火

良好

良好

0.23~0.62,个别>5

8.9

9721.6

2.131

60Ti

中频淬火

良好

良好

5

60.4

11319

1.068


2.降低加热温度方法

钢在二相区(亚温)加热淬火。亚温淬火工艺的优点是在保证材料强度、硬度的同时,使塑性和韧性得到改善,而且淬火变形或开裂倾向明显减少,并可以显著降低能耗。


应用实例:锥齿轮,外形尺寸为φ32.93mm×20mm,内孔直径10mm,材料为45钢,要求调质硬度220~250HBW,齿部高频淬火硬度40~46HRC。


(1)原加工工艺路线

锻坯→正火→粗车→调质→机加工→高频淬火→磨削内孔,加工工序繁多,耗能多,成本高。对此,取消正火、调质,直接进行亚温淬火,不仅保证了产品质量,而且降低了生产成本。


(2)亚温淬火工艺及效果

45钢锥齿轮经(780±10)℃盐浴加热,保温8min,水冷,(320±10)℃保温1h回火后,经检查齿部硬度42~45HRC,经磁粉探伤检查,未发现淬火裂纹。


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