导气箍清除器热处理工艺改进

2013-08-28重庆长风机器有限责任公司军品技术质量部江津402264陈金荣靳之峰

金属加工(热加工) 2013年21期

重庆长风机器有限责任公司军品技术质量部（江津 402264）陈金荣靳之峰梁莉

我公司某特种产品上的导气箍清除器，用于特种产品在使用过程导气箍上导气孔内壁的残渣清除，相当于铰刀的作用。在使用过程要承受抗力和摩擦力的作用，同时刀口表面强烈磨损，因此要求该零件要有高的硬度和一定的韧性。其形状如附图所示，材料为T12，要求局部热处理60～64HRC，其余部位30～34HRC，变形量外圆径向圆跳动不大于0.05mm。工艺流程：下料→机加工→热处理→精磨外圆（φ14mm）、刀口→氧化→入库。

导气箍清除器简图

1.原热处理工艺

铁丝绑扎→中温盐浴炉（780±10）℃×7min整体加热→水淬油冷方式，刀口部位先在水中冷却数秒后，整体转入油中冷却→油炉回火（120～160）℃×2h，空冷→清洗去油→检验硬度→校正→去应力→喷砂→检验校正尺寸及磁粉检测。

2.原热处理工艺存在的问题

（1）零件的硬度不均匀，也有的硬度不够。

（2）因水淬油冷工艺的影响因素较多，操作者应具备较丰富的经验，掌握不好时有淬裂的现象产生（特别是在十字孔处），报废量大，有时达30%。

（3）因采用水淬油冷的工艺，零件的变形量大，最大达2mm。因零件一头硬（60～64HRC）一头软（30～34HRC），使用冷态反敲校正法和冷压校正法效果都不好，校正难度大。经常是变形大的零件经高温回火校正后再重新淬火，有时一个零件要反复多次。

（4）操作者的劳动强度大、安全性差，热处理后的辅助工作量大。

3.改进后的热处理工艺

根据零件服役条件和公司具体设备情况，工艺方案定为：零件整体淬火、回火（保证30～34HRC）→局部高频感应淬火（刀口部位硬度约60HRC）。

采用高频感应加热电源为JGGC75-2-C全固态高频感应加热装置和单工位CNC数控全机械（伺服驱动）淬火机床；淬火冷却介质采用浓度5%～11%的AQ251水溶液，温度低于50℃，压力>0.3MPa。

感应线圈：高6m、厚度1mm的方铜管做成内孔为φ20mm的自喷液连续加热淬火感应器；淬火方式采用连续扫描加热自喷液；装夹方式采用中心孔上下顶尖装夹。

工艺过程：设备准备就绪后，人工上料，操作者按下起动按钮或踏下脚动开关，淬火机床将按照数控系统预先设置的程序工作。

回火加热设备采用8kW的电烘箱，（160～180）℃×3h，空冷。

4.结果分析

零件经上述热处理后，进行硬度、硬化层及变形量检查，结果如下。

（1）硬度整体淬火、回火后32～34HRC；高频感应淬火后65～66HRC；高频感应淬火、回火后64～65HRC。

（2）硬度层深度刀口高频感应淬火部位金相显微镜检查，1.3～1.5mm。

（3）变形量百分表检查径向圆跳动0.03～0.05mm。

（4）外观表面无烧蚀，磁粉检测无裂纹。

经测试，零件合格率为100%。使用效果比原工艺处理的寿命提高30%。

高频感应淬火因加热速度快，表层晶粒细，奥氏体成分不均匀，残留奥氏体量少，高碳马氏体分散在低碳马氏体上，硬度值要比普通淬火高2～3HRC，强韧性配合好，可以充分发挥材料的潜力；经高频淬火后零件表面产生压应力，有利于疲劳性能的提高；因导气箍清除器的高频感应淬火是采用连续扫描的方式，加热、冷却的长度短，热处理产生的变形量小，也可节省能源，降低生产成本。

要满足构件的服役条件，可以选用不同的材料和制订不同的热处理技术要求。但如选择不好，就会造成后续零件制造的工艺性差、生产效率低、生产成本提高。因此，可以说合适的产品质量是“结构—材料—热处理”的有机结合。