Zusammenfassung: Eine gewisse Analyse verschiedener Einflussfaktoren von Gang Wärmebehandlungsverformung vorgenommen wurde. Es wird darauf hingewiesen, dass die Wärmebehandlungsverformung von Gang Teile wird hauptsächlich von verschiedenen Faktoren wie Teilestruktur, Material, Schmieden, Bearbeitung, Wärmebehandlungsprozess und Ausrüstung.

1. Einführung in die aufkohlende Wärmebehandlung

Das Welles und Zahnräder, die üblicherweise in Automobilen verwendet werden, müssen geschmiedet, normalisiert und bearbeitet und dann aufgekohlt, abgeschreckt und angelassen werden. Die oberflächliche Schicht ist eine aufgekohlte Schicht mit höherer Härte und der Kern ist eine aufgekohlte Schicht mit guten umfassenden mechanischen Eigenschaften. Das Gefüge, diese Strukturen und die nach dem Abschrecken entstehenden Eigenspannungen haben einen entscheidenden Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften von Welles und Zahnräder. Derzeit ist die aufkohlende Wärmebehandlung in unserem Unternehmen weit verbreitet und auch ein relativ ausgereiftes Wärmebehandlungsverfahren. Der Zweck des Aufkohlens besteht darin, eine kohlenstoffreiche Oberflächenschicht und einen kohlenstoffarmen Kern zu erhalten, um eine hohe Plastizität und Zähigkeit des Kerns, eine hohe Oberflächenhärte und eine Erhöhung der Härte, Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit des Werkstücks zu gewährleisten.

2. Analyse der Wärmebehandlungsverformung

1. Faktoren, die die Verformung durch die Wärmebehandlung beeinflussen

Die Wärmebehandlung von Teilen muss von Form- und Größenänderungen begleitet sein, die das Ergebnis der gemeinsamen Wirkung von Gewebespannung, thermischer Belastung und Schwerkraft sind. Sowohl die strukturelle Spannung als auch die thermische Spannung sind Wärmebehandlungsspannungen. Die Strukturspannung bezieht sich auf die Spannung, die erzeugt wird, wenn die Strukturumwandlung jedes Teils, die durch die unterschiedliche Abkühlzeit jedes Teils während des Wärmebehandlungsprozesses verursacht wird, unterschiedlich ist. Die thermische Belastung ist auf die Temperaturdifferenz jedes Teils des Werkstücks zurückzuführen, die zu einer thermischen Ausdehnung führt. Spannung durch ungleichmäßige Kaltschrumpfung. Beim Abschrecken gibt es zwei Hauptverformungen von Teilen: geometrische Verformung, hauptsächlich aufgrund von Größen- und Formverformung, verursacht durch Abschreckspannung; volumetrische Verformung, hauptsächlich aufgrund der proportionalen Ausdehnung oder Kontraktion des Volumens des Werkstücks, die das Verhältnis der durch Volumenänderungen verursachten Phasenänderung ist.

Es gibt viele Faktoren, die die Verformung von Teilen durch Wärmebehandlung beeinflussen. Durch den Abschreckprozess werden nur die potentiellen Verformungsspannungen der Teile freigesetzt und diese potentiellen Verformungsspannungen werden während der gesamten Bearbeitung der Teile kontinuierlich akkumuliert. Sie lassen sich zusammenfassen als die chemische Zusammensetzung des Werkstoffs, die Schmiedetemperatur und der Schmiedeprozess während des Schmiedeprozesses. Nachkühlgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, Schnittgeschwindigkeit, Spannmethode während der Bearbeitung, Aufheizgeschwindigkeit, Abkühlgeschwindigkeit, Aufheiztemperatur und andere Faktoren während der Wärmebehandlung. Der Wärmebehandlungsprozess ist der letzte Prozess, und alle vorgelagerten Prozesse pflanzen Samen für die Wärmebehandlungsverformung von Teilen. Daher kann das Studium der Wärmebehandlungsverformung nicht nur den Wärmebehandlungsprozess selbst untersuchen, sondern sollte sich auf die Struktur, Materialien und alle Verarbeitungsprozesse der Teile konzentrieren.

2. Glühprozess

Das vom Gleichgewichtszustand abweichende Metall wird auf eine höhere Temperatur erhitzt, für eine bestimmte Zeit gehalten und dann langsam abgekühlt, um eine Struktur nahe dem Gleichgewichtszustand zu erhalten. Verschiedene Prozessverfahren werden zusammenfassend als Glühen bezeichnet. Der Zweck des Glühens besteht darin, die chemische Zusammensetzung zu homogenisieren, die mechanischen Eigenschaften und die Prozessleistung zu verbessern, innere Spannungen zu beseitigen oder zu reduzieren und eine geeignete innere Struktur für die abschließende Wärmebehandlung der Teile bereitzustellen.

3. Kompletter Abschreckprozess

Der untereutektoide Stahl oder seine Teile werden auf eine Temperatur oberhalb des Ac3-Punkts erhitzt und dann nach dem Halten mit einer Abkühlgeschwindigkeit über der kritischen Abkühlgeschwindigkeit abgekühlt, um eine martensitische Struktur zu erhalten. Die Wärmebehandlung zur Verbesserung der Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit wird als vollständiges Abschrecken bezeichnet.

3. Beispiele für Verformungstests bei der Wärmebehandlung von Teilen

Unsere Firma produziert eine Art Getriebeteile. Das schematische Diagramm und die Bearbeitungsposition nach der Wärmebehandlung sind in Abbildung 1 dargestellt. Der Prozessablauf dieses Teils ist Stanzen → Schmieden → Normalisieren → Schlichtdrehen → Wälzfräsen → Einfügen von Keilen → Schaben → Aufkohlen → Abschrecken → Anlassen → Kugelstrahlen → Schleifen → Auto-Endfläche und Innenloch. Das Material ist 8620RH und die technischen Anforderungen der Wärmebehandlung sind: die Tiefe der gehärteten Schicht beträgt 0.84-1.34 mm, die Oberflächenhärte beträgt 58-63 HRC, die Kernhärte beträgt 30-45 HRC und die metallographische Struktur entspricht TES-003 Standard.

Der Teileausstoß ist relativ groß und die Materialien werden im Tandem vorbereitet. Sein Durchmesser ist groß (219.2 219.45 mm), die Wandstärke ist dünn (27.05 mm) und die Struktur ist nicht vollständig symmetrisch, dh die Stirnseite von B hat ein Innenloch mit kleinem Durchmesser, während A die Stirnseitenseite ist eine Innenverzahnung mit großem Durchmesser, die dazu führt, dass die thermische Verformung der Stirnflächen (A- und B-Stirnflächen) dieser Art von Konstruktionsteilen die Eigenschaften inkonsistenter Trends aufweist.

Ende 2016, nach der plötzlichen Wärmebehandlung des Fertigteils, lag der Rundlauf der B-Stirnfläche außerhalb der Toleranz (der Prozess erfordert einen Rundlaufwert der heißen hinteren Stirnfläche von ≤0.06 mm), wodurch die Trommelform und Zahnrichtungswinkel außerhalb der Toleranz liegen. Für die verbleibenden Teile in der Charge, die das Schmieden abgeschlossen haben und heiß BearbeitungsprozessWährend des Wärmebehandlungsprozesses werden temporäre Tests und Feinabstimmungsprozesse durchgeführt, um die Kontrolle der thermischen Verformung zu maximieren und die Ausfallrate der Teile zu reduzieren.

1. Ursprünglicher Wärmebehandlungsprozess von Teilen

Die ursprünglich für die Teile verwendete Wärmebehandlungsanlage ist der ringförmige Drehboden-Durchlaufofen AICHELIN mit 42 Stationen, der Voroxidation, Aufkohlung, Abschrecken, Reinigen und Anlassen integriert. Beim Aufkohlen werden Stickstoff und Methanol als basische Atmosphäre und Aceton als Anreicherungsmittel verwendet. Nach der Theorie der Stickstoff-Methanol-Atmosphäre beträgt das Zufuhrverhältnis Methanol: Stickstoff = 1 l/h: 1.1 m3/h, und der CO-Gehaltswertmesser ist auf 20 % eingestellt. Der ursprüngliche Wärmebehandlungsprozess ist: Voroxidation → Aufkohlen → Ölabschrecken → Reinigen und Anlassen.

2. Temporärer Test, Feinabstimmungsprozess und Ergebnisanalyse des Wärmebehandlungsprozesses

(1) Erhöhen Sie den Glühprozess und die Ergebnisanalyse

Zum Glühen wird ein Hochtemperatur-Anlassofen verwendet, der Glühprozess wird 400 Stunden lang auf 2 ° C eingestellt, und der Ofen wird auf 350 ° C abgekühlt und dann luftgekühlt und dann aufgekohlt und abgeschreckt. Eins-zu-eins entsprechende Messung der Endsprungwerte vor und nach dem Aufheizen.

(2) Passen Sie die Abschreck-Rührparameter und die Ergebnisanalyse an

Voraussetzung für die Feinabstimmung der Parameter des Wärmebehandlungsprozesses ist, dass die Teile die verschiedenen von der Zeichnung geforderten wärmebehandlungstechnischen Kennwerte erfüllen. Für den allgemeinen Abschreckprozess ist der idealste Zustand, dass das Teil die martensitische Umwandlung innerhalb der eingestellten Zeit der schnellen Rührgeschwindigkeit abschließt und dann die Abkühlgeschwindigkeit innerhalb der eingestellten Zeit der langsamen Rührgeschwindigkeit reduziert, um seine Wärmeausdehnung zu reduzieren Die Verformung durch Kaltschrumpfung verursacht, kann die thermische Verformung der Teile minimieren und gleichzeitig die Vervollständigung der technischen Indikatoren für die Wärmebehandlung sicherstellen.

(3) Glühprozess erhöhen + Abschreck-Rührparameter und -Analyse anpassen

Basierend auf den obigen beiden Tests (der Sprung am Ende der thermischen Verformung ist klein, nachdem der Glühprozess hinzugefügt wurde (0.033), und die Abschreck- und Rührparameter werden angepasst, ist der Sprung am Ende der thermischen Verformung groß (0.057) und die Dispersion ist klein ( 0.015)), werden diese beiden Verfahren gleichzeitig für diese Teilecharge verwendet, d. h. die Teile werden zuerst geglüht, dann aufgekohlt und mit den eingestellten Rührparametern abgeschreckt und die thermische Verformung der Teile beobachtet.

Verwenden Sie zuerst einen Hochtemperatur-Anlassofen für den Glühprozess + stellen Sie die Abschreck- und Rührparameter ein: Verwenden Sie einen Hochtemperatur-Anlassofen für den Glühprozess und passen Sie dann die Abschreck- und Rührparameter für den Aufkohl- und Abschreckprozess an. Die Messergebnisse der vorderen und hinteren Sprünge der Wärmebehandlung des Teils sind in Abbildung 5 dargestellt ist 0.034.

Zweitens Ringofen für den Glühprozess verwenden + Abschreck- und Rührparameter anpassen: Unter Berücksichtigung des logistischen Transferproblems wird der Wärmebehandlungsprozess weiter optimiert und der Glühprozess wird in der Voroxidationszone des Rings durchgeführt Ofen. Gemäß den Anforderungen des Glühprozesses tritt es in den Hauptofen ein, nachdem es 400 Stunden lang bei 2 ° C gehalten wurde. Aufkohlen, während die Mischparameter angepasst werden.

Vergleicht man die obigen vier Feinabstimmungsprozesse mit dem ursprünglichen Prozess und seinen thermischen Verformungsergebnissen, kann man sehen, dass der thermische Back-End-Sprungwert des Abhilfeprozesses, bei dem nur die Abschreck- und Rührparameter eingestellt werden, größer ist, was größer ist als der Prozessart der Zugabe von Glühen + Einstellung der Abschreck- und Rührparameter und Auswahl der letzteren Abhilfe als die Prozessart des Hochtemperatur-Anlassofenglühens + Rührparametereinstellung.

Durch den optimierten Sanierungsprozess: Glühen in der Voroxidationszone des Ringofens + Einstellung der Rührparameter werden die restlichen Teile der Charge produziert und die unqualifizierte Rate der Teile von schlagartig 30% auf 6 . reduziert %, die die unqualifizierte Rate stark reduziert, die wirtschaftliche Verluste für das Unternehmen effektiv reduziert.

4, das Fazit

Nach der Bearbeitung kann das Hinzufügen eines Glühprozesses vor dem Aufkohlen und Abschrecken und das Einstellen der Abschreckrührparameter die Wärmebehandlungsverformung der Teile effektiv verbessern und einen praktikablen Abhilfeprozess für ähnliche Probleme in der Zukunft bereitstellen. Jedoch kann die Wärmebehandlungsverformung von Teilen nicht vollständig durch Anpassen des Wärmebehandlungsprozesses gelöst werden. Jeder Prozess vor dem Erhitzen hat einen gewissen Einfluss auf die Verformung der abschließenden Wärmebehandlung. Die Konformität des Endprodukts erfordert die Koordination und Zusammenarbeit jedes Prozesses, um einen geeigneten Prozess zu finden. Um die qualifizierte Teilequote zu verbessern und die Produktqualität sicherzustellen.

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