技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于熱處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是對直徑為6米以上的42CrMo超大直徑軸承鑄鋼件的中頻淬火工藝。
背景技術(shù)
目前，我國直徑最大的轉(zhuǎn)盤軸承是“振華港機(jī)大型鏈斗卸船機(jī)用轉(zhuǎn)盤軸承”。由于其尺寸大，直徑超過6米，國內(nèi)鍛件廠不具備生產(chǎn)6米以上鍛件的能力，決定采用鑄鋼件進(jìn)行生產(chǎn)。鑄件與鍛件相比，內(nèi)部存在著大量的氣孔，并且存在著比鍛件嚴(yán)重得多的疏松和砂眼等缺陷。在中頻淬火的加熱過程中，這些氣孔和嚴(yán)重的疏松將會形成局部渦流，致使缺陷處溫度過高，從而易導(dǎo)致零件脆裂。因此，該重點(diǎn)產(chǎn)品采用鑄件生產(chǎn)將給中頻淬火熱處理帶來非常大的難度和淬裂風(fēng)險。長期以來，由于我們國家生產(chǎn)的轉(zhuǎn)盤軸承以鍛件為主，因此，目前尚不具備對鑄件進(jìn)行中頻淬火的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。如果仍采用常規(guī)的鍛件中頻淬火工藝對該超大尺寸鑄鋼件進(jìn)行中頻淬火處理，不可避免地會產(chǎn)生淬火裂紋。
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提出一種超大直徑軸承鑄鋼件的中頻淬火工藝，該熱處理工藝能夠有效地防止鑄件在中頻淬火中發(fā)生裂紋。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案：
由于超大尺寸鑄鋼件內(nèi)部存在大量的鑄造缺陷，因此，如果采用鍛件的常規(guī)中頻淬火工藝，中頻淬火時極易產(chǎn)生淬火裂紋。為了解決這一技術(shù)難題，我們采用仿形鑄鋼件進(jìn)行了大量的中頻淬火工藝試驗(yàn)，最終得到了理想的中頻淬火工藝和參數(shù)；一種超大直徑軸承鑄鋼件的中頻淬火工藝，所述超大直徑軸承材料采用ZG42CrMo鑄鋼件，其步驟如下：
加熱：
采用兩次加熱的方式；兩次加熱的方式能夠有效地防止超大尺寸鑄鋼件淬火裂紋的產(chǎn)生；在對超大直徑鑄鋼件進(jìn)行中頻淬火前增加第一次加熱即預(yù)處理，可以有效地避免淬火裂紋的產(chǎn)生，而且還可以明顯地增加淬硬層深度。這是由于預(yù)熱有效的降低了快速加熱過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力，從而避免了裂紋的產(chǎn)生，且預(yù)熱給后續(xù)的淬火加熱積累了熱量，使其后續(xù)的加熱層深度增加，淬火冷卻后得到的硬化層就越深；
第一次加熱：
加熱設(shè)備：GC13650淬火機(jī)床；
加熱方式：中頻感應(yīng)加熱；
頻率：2000Hz；
加熱溫度：750～800℃；
鑄鋼件軸承在機(jī)床上的移動速度為130mm/min；
冷卻方法：空冷。
鑄鋼件軸承在經(jīng)過第一次加熱后應(yīng)立即進(jìn)行第二次淬火加熱。
第二次加熱：(淬火加熱)
加熱設(shè)備：GC13650淬火機(jī)床；
加熱方式：中頻感應(yīng)加熱；
頻率：2000Hz；
加熱溫度：880～920℃；
鑄鋼件軸承在機(jī)床上的移動速度為130mm/min；
冷卻(淬火)方法：采用PAG噴淋冷卻，淬火介質(zhì)PAG的濃度為6％。
采用PAG作為鑄鋼件中頻淬火的冷卻介質(zhì)。PAG冷卻介質(zhì)是聚氧化乙烯和聚氧化丙烯的共聚物，逆溶點(diǎn)為70-88℃；淬火介質(zhì)PAG濃度為6％；PAG淬火介質(zhì)較原采用的聚乙稀醇更容易提高淬硬層深度、降低表面淬火裂紋敏感性以及便于生產(chǎn)中的檢測和控制；由于PAG與聚乙烯醇相比，PAG在高溫階段基本保持了水的冷卻速度快的特點(diǎn)，在低溫300度以下階段冷速慢的特點(diǎn)，因此，使用PAG淬火后的零件具有較深的淬硬層深度和較低的裂紋敏感性。
工件在淬火時，由于逆溶性的存在，經(jīng)過蒸汽膜階段，沸騰階段后，工件周圍的液體溫度高于逆溶點(diǎn)，PAG析出并在工件表面形成一個PAG的溶質(zhì)膜。PAG的濃度越高，則該膜就越厚，溶液從工件脫熱的能力就越差。這就是PAG降低低溫區(qū)冷卻能力的原理。控制PAG的濃度為6％；就可以控制PAG溶質(zhì)膜的厚度，從而可以得到比較理想的低溫區(qū)冷卻能力。
由于PAG與聚乙烯醇相比，PAG在高溫階段基本保持了水的冷卻速度快的特點(diǎn)，在低溫300度以下階段冷速慢的特點(diǎn)，因此，使用PAG淬火后的零件具有較深的淬硬層深度和較低的裂紋敏感性。
中頻淬火設(shè)備的頻率采用2000HZ，既可以提高淬硬層深度，又能夠降低表面過熱程度，減少了裂紋的敏感性。
回火：
淬火后應(yīng)4小時內(nèi)進(jìn)行回火；
加熱設(shè)備：井式回火爐；
回火溫度：170±10℃；
保溫時間：4h
冷卻方法：空冷。
滾道表面硬度：
淬火后檢測參數(shù)：其工件表面硬度56.9～57.6HRC，淬硬層深5.63～7.27mm。符合產(chǎn)品技術(shù)要求(55HRC～60HRC)
滾道表面裂紋：
采用著色探傷的方法對淬火后滾道的表面進(jìn)行了探傷檢查，未發(fā)現(xiàn)淬火裂紋。
