[發(fā)明專利]解決導(dǎo)桿淬火后開裂和彎曲度超差的工藝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110433161.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN102560020A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金強(qiáng);李炳坤;張慶輝;王麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西平陽(yáng)重工機(jī)械有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C21D1/18
• 分類號(hào): C21D1/18;C21D9/00
• 代理公司: 太原同圓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14107
• 代理人: 王金鎖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種熱處理的工藝方法，具體涉及一種解決導(dǎo)桿淬火后開裂和彎曲度超差的工藝方法。

背景技術(shù)

礦用液壓支架中的導(dǎo)桿是支架中的重要構(gòu)件，受力形式復(fù)雜，選用35CrMnSiA鋼這種材料制造。熱處理要求為：HRC35-40，彎曲度≤1.5mm。35CrMnSiA鋼作為高級(jí)優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，其常規(guī)淬火工藝為：870℃淬火，油冷。奧氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)(AC3)：830℃，馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Ms)：330℃(見圖6)。但用此材料制造的導(dǎo)桿用常規(guī)淬火工藝不能實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，原因在于淬火油槽冷卻能力不足：第一批導(dǎo)桿淬火后，油溫已接近閃點(diǎn)，繼續(xù)淬火容易引起火災(zāi)。故此實(shí)際生產(chǎn)中采用水冷處理，而導(dǎo)桿在870℃淬火水冷后80％彎曲度超差，最大達(dá)到3.5mm，并曾多次出現(xiàn)斷裂情況，裂紋1多出現(xiàn)在導(dǎo)桿的內(nèi)孔面上(見圖1)。經(jīng)分析，導(dǎo)桿出現(xiàn)斷裂和彎曲的原因有以下3種：①加熱溫度和淬火時(shí)入水溫度偏高；②導(dǎo)桿形狀特殊，截面存在突變，如中心距很短的十字交叉孔，成為應(yīng)力集中部位，淬火過(guò)程中易出現(xiàn)裂紋；③裝爐方式不合理，加熱時(shí)導(dǎo)桿離爐絲距離太近，保溫時(shí)間到后，靠近爐絲一側(cè)導(dǎo)桿已彎曲；④淬火方式不合理，工件在料盤上橫放加熱，保溫時(shí)間到后吊料盤入水冷卻，在工件的徑向因冷速不同步，導(dǎo)致組織轉(zhuǎn)變不同步，從而使工件發(fā)生彎曲變形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述不足，提供一種解決導(dǎo)桿淬火后開裂和彎曲度超差的工藝方法，該方法能夠加快導(dǎo)桿關(guān)鍵部位的冷速，并使導(dǎo)桿在溫度大于60℃的水中豎直冷卻，且能夠解決導(dǎo)桿淬火后開裂和變形超差的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種解決導(dǎo)桿淬火后開裂和彎曲度超差的工藝方法，它包括以下步驟：

(1)制作硅酸鋁緩冷棒裝入十字交叉孔內(nèi)；

(2)以開口槽處的銷孔為工藝孔，制作起吊棒；在保溫時(shí)間到后，將起吊棒穿入銷孔內(nèi)，吊起導(dǎo)桿，使導(dǎo)桿呈豎直狀態(tài)，豎直入水冷卻；

(3)采用預(yù)冷-雙液的淬火方式，將加熱好的導(dǎo)桿，自爐中取出后先在空氣中預(yù)冷，再將起吊棒穿入銷孔內(nèi)，吊起導(dǎo)桿，使導(dǎo)桿呈豎直狀態(tài)放入水中冷卻，才入水冷卻，最后將導(dǎo)桿迅速轉(zhuǎn)至油中冷卻到Ms點(diǎn)以下即可。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：1、本發(fā)明解決了35CrMnSiA鋼用現(xiàn)行熱處理工藝淬火容易使導(dǎo)桿淬裂和淬火后彎曲度超差的問(wèn)題，同時(shí)硬度，抗拉強(qiáng)度，彎曲度等其各項(xiàng)性能指標(biāo)均不低于常規(guī)淬火工藝處理的導(dǎo)桿；

2、新熱處理淬火工藝可以應(yīng)用于諸如其它截面突變較大，不允許水淬的材料，長(zhǎng)徑比大于7∶1，容易彎曲的工件；

3、采用預(yù)冷-雙液的淬火方式，通過(guò)設(shè)計(jì)硅酸鋁緩冷棒解決了導(dǎo)桿關(guān)鍵部位的冷速，以及導(dǎo)桿危險(xiǎn)截面處的冷卻速度，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)桿在溫度大于60℃的水中豎直冷卻；

4、極大地減少了因熱處理原因?qū)е碌膶?dǎo)桿開裂和彎曲度超差的質(zhì)量事故，實(shí)現(xiàn)了大批量生產(chǎn)導(dǎo)桿的可行性。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)桿出現(xiàn)裂紋的狀態(tài)圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)冷淬火的曲線圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)中雙液淬火的曲線圖；

圖4是本發(fā)明中預(yù)冷-雙液淬火的曲線圖；

圖5是本發(fā)明的理想淬火介質(zhì)的冷卻曲線圖；

圖6是本發(fā)明的工裝及淬火的示意圖。

具體實(shí)施方式

一種解決導(dǎo)桿淬火后開裂和彎曲度超差的工藝方法，它包括以下步驟：

(1)制作硅酸鋁緩冷棒3裝入十字交叉孔內(nèi)；

(2)以開口槽處的銷孔為工藝孔，制作起吊棒2；在保溫時(shí)間到后，將起吊棒2穿入銷孔內(nèi)，吊起導(dǎo)桿，使導(dǎo)桿呈豎直狀態(tài)，豎直入水冷卻；

(3)采用預(yù)冷-雙液的淬火方式，如圖4、6所示，將加熱好的導(dǎo)桿，自爐中取出后先在空氣中預(yù)冷，再將起吊棒2穿入銷孔內(nèi)，吊起導(dǎo)桿，使導(dǎo)桿呈豎直狀態(tài)放入水中冷卻，才入水冷卻，最后將導(dǎo)桿迅速轉(zhuǎn)至油中冷卻到Ms點(diǎn)以下即可。

以PMZ85?00-30為例，材料規(guī)格為Φ120×1063。

1、加熱溫度

新工藝采用水淬油冷，為降低導(dǎo)桿的變形及開裂傾向，加熱溫度設(shè)定為850℃。

2、保溫時(shí)間

淬火加熱保溫時(shí)間按下列公式計(jì)算：t＝(1.2～1.5)D

式中t——保溫時(shí)間(min)

D——工件有效厚度(mm)

此公式適用于合金鋼在空氣電阻爐中的熱處理

故保溫時(shí)間t＝(1.2～1.5)D＝1.4×120＝168min

3、空氣中預(yù)冷時(shí)間