铸链炉出产线自1993年投产至1999年初已累计淬火工件7000余t,产品质量不乱控制在JB/T1255-1991尺度范围之内,淬火介质以N32机械油为主,冬季也部门增补N15机械油,对淬火介质除严格控制水分含量外未采取其他检测手段,多年来也未出理淬火质量题目。其后采用ISO9950尺度对新旧油样的冷却特性检测证明了这—分析。可以排除加热炉机能与装炉量影响平均加热奥氏体化的因素。
质量题目分析,原始组织平均性较差是产生淬火分歧格组织的原因之一,上述题目泛起期间球化退火温度超过820℃,退火组织评级为4级(JB/T1255-1991第一级别图),虽属合格但因部门碳化物颗粒较粗且分布不均,造成电炉产品淬火工艺调整难题。测试对比后我们选用北京华立精细化工公司出产的今禹Y15T快速光亮淬火油添加剂对该槽N32机械油进行改性处理,加人10%添加剂后油品的冷却特性曲线见图3g。
淬火介质改进及其效果,我们以为N32机械油用于自动出产线上厚壁大尺寸套圈淬火时其冷却能力有所不足,鉴于淬火油槽的结构紧凑难以更改,现在N32机械油油质尚可,决定单纯在改进淬火油的冷却特性方面进行试验。淬火介质主要用N32机械油。
如下规范检测炉温平均性:空载,I、II、III区仪表设定温度均为850℃并巳达到热不乱状态,用5支铠装热电偶在铸链带工作空间内统一横断面(590mm宽x100mm高)上同时丈量左上、左下、中间、右上、右下5点温度,从进料震惊导槽在铸链带上启齿处(进料口)起至铸链带末端(落料口)止4750mm长度上各横断面炉温均匀值。
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其中I区因靠近进料口且测温时进科口敞开,均匀温度较低,为840℃,II区均匀温度846℃,III区均匀温度854℃,整个加热长度内炉温波动平缓。为此对退火工序立刻进行了纠正,但此前出产的退火坯已难以返工。
在90年代初将氮基可控气氛铸链炉自动出产线应用于GCr15钢制轴承套圈淬、回火。而进步淬火加热温度、延长保温时间可进步奥氏体中碳、铬含量,使奥氏体成分平均化,晶粒增大,进步淬火时过冷奥氏体不乱性,按捺珠光体类型转变,进步GCr15钢淬透性,降低临界淬火速度。
淬火介质冷却能力是否不足,因质量题目泛起在铸链炉淬火抽槽换用新N32机械油之后,而同期在箱式炉加热用旧油淬火的同类型工件未泛起硬度分歧格的题目,由此分析—方面可能旧油(如前所述,因掺有部门N15机械油,其成分与老化程度巳难以追溯)冷却能力好于新油。
在箱式电炉加热淬火时工件用钩串或手提铁丝淬火篮在油中摇动冷却,工件与淬火介质之间的相对运动平均且充分,而铸链炉淬火油槽固然容积大,具有电炉淬火油自动控温装置及两台齿轮油泵、一台油搅拌机使淬火槽内油温平均并不乱控制在60-90℃之间,轮回良好。
考虑到改进后淬火油冷却机能的改善,可知足工件在较低温度下奥氏体化产生的晶粒较细、碳、铬含量较低的奥氏体所需的临界淬火速度,既保证淬火硬度,又细化马氏体基体组织,避免淬火裂纹,可进步GCr15钢淬回火后的力学机能,也可进步临界淬火直径,扩大GCrl5钢的使用范围。实测炉壳温升<40℃。
1999年初,因旧油老化,工件淬火后表面光亮度下降,出产时油烟较大,遂将铸链炉淬火油槽整槽换用新的N32机械油,其后不久即发现厚壁大尺寸套圈(外径>100mm、有效壁厚>10mm)淬火后易泛起部门套圈(约占5%-20%)厚端面表面硬度不平均、局部硬度分歧格,泛起6级(JB/T1255-1991第二级别图)以上淬火组织。跟着套圈尺寸的增大,有时泛起管式电炉淬火硬度严峻不均和畸变等题目,采用今禹Y15T快速淬火油添加剂对N32机械油进行改性处理后,解决了套圈硬度不均,有效地控制了畸变。
采用比正常加热温度低2-5℃,同时调减淬火油槽油搅拌机转速,其后轴承套圈淬火硬度不乱控制在64-65.5HRC,淬火金相2—3级,以2级为多,外径100mm以上的套圈淬火后直径变动量超差率降至约7%,随后淬火工件近3000t,其中GCrl5钢制圆锥滚子轴承套圈最大有效壁厚达15mm、非标滚轮轴承套圈最大有效壁厚达23mm,质量全部合格,减少了废品及返修损失。因为该槽N32机械油洁净度尚好,改进后工件淬火后表面光亮无污染,淬火时油烟少,改善了工件表面质量和车间出产功课环境。
但不少套圈同—零件硬度差较大,达2HRC,淬回火组织中仍不时发现局部有少量小块状屈氏体存在;同时也开始有细小针状马氏体泛起,淬火变形量急剧上升。改性后淬火油冷速进步,最大冷速进步了20℃/s,蒸汽膜阶段时间缩短近一半,最大冷速所在温度进步了50℃,有利于按捺淬火组织泛起扩散型转变。
在原始组织平均性较差的情况下单纯进步淬火加热温度及时间以解决硬度分歧格的题目并不是最佳途径。改进后的淬火油用与改进前相同的加热工艺进行厚壁大尺微暇Cr15钢制轴承套圈淬火时,硬度全部合格,统一零件硬度差在1HRC以内,淬火金相组织等级进步,屈氏体彻底消失,套圈经酸洗检查无裂纹,唯淬火变形仍较大。
J淬火温度是否偏低,B/T1255-1991尺度的编制说明,泛起6级、8级淬回火组织显示淬火温度偏低。
淬火加热炉炉膛保温机能、炉温平均性是否下降,装炉量是否合适 经查,装炉量均未超过工艺规范。直径变动量超差率由均匀不到10%上升到25%以上,零件力学机能相对劣化。对于连续式淬火加热炉尤为重要的是工作空间内同—横断面上各点的温差,实测图示c点至d点间同—横断面上各点温差土4℃之内,炉温平均性尚属良好。据此,我们将淬火加热温度进步8-10℃、总加热时间延长10-15min进行批量出产试验,硬度分歧格的题目可得以解决。
硬度合格区域金相组织为2级,残留碳化物量适合,但颗粒较粗;硬度分歧格区域主要为6级、8级、偶见>8级,屈氏体外形为块状,大块状,块状屈氏体中部可见残留碳化物颗粒。但因为淬火槽深度大,油搅拌机运转所形成的油流对淬火工件表面的冲洗不平均。
油搅拌机转速越高工件淬火变形越大,并且齿轮油泵与油搅拌机运转所形成的油搅动区主要在油槽工件落料导槽的上、中部,赤热工件垂直落入油槽时瞬间通过油搅动区后即停置在油槽下部缓慢运行的晋升网带上,工件与淬火油之间的运动相对缓慢且部门工件可能互相重叠,此时如淬火油自身的冷却能力不足,工件局部冷连低于临界淬火速度而产生屈氏体转变可能是造成部门套圈淬火后局部硬度分歧格的主要原因。