雖然經(jīng)過技術(shù)人員不斷的努力改進(jìn)，變形的現(xiàn)象在2013年下半年有較大改觀，然而由于受條件限制，在淬火爐冷卻環(huán)節(jié)發(fā)生的不可避免的組織轉(zhuǎn)變不均性疊加一起，勢必造成變形的不可控性，呈無規(guī)律分布，難以**根除。與此同時，由于臺車爐密封性能差，工作在臺車爐中加熱和保溫時間長，氧化脫碳的情況較為嚴(yán)重。 為減少氧化脫碳，常用的方法是在加熱過程中使用保護(hù)N2等氣氛。但在每月24h*30d的不間斷生產(chǎn)情況下，加N2保護(hù)氣氛會導(dǎo)致成本非常高昂以及實(shí)際換氣操作的復(fù)雜。再加上臺車爐需要不斷進(jìn)出爐，導(dǎo)致每次進(jìn)出爐均需要重新加保護(hù)氣氛，既影響生產(chǎn)效率，又消耗大量的N2. 因此我們尋求一種能解決變形和氧化這兩大難題的調(diào)質(zhì)處理方法，關(guān)注這個行業(yè)的*新進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)國外有資料介紹應(yīng)用感應(yīng)加熱技術(shù)成功進(jìn)行實(shí)心棒料調(diào)質(zhì)處理的案例，目前*大直徑能處理到160mm，而國內(nèi)相關(guān)報(bào)道較少。 二、感應(yīng)加熱技術(shù)應(yīng)用于調(diào)質(zhì)處理的理論可行性 感應(yīng)熱處理是利用電磁感應(yīng)的方法使得被加熱工件內(nèi)部產(chǎn)生渦流，依靠這些渦流的能量達(dá)到加熱目的，在進(jìn)行保溫、冷卻的熱處理方法。一直以來在表面處理領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。 感應(yīng)加熱的主要依據(jù)是：電磁感應(yīng)、趨膚效應(yīng)和熱傳導(dǎo)三項(xiàng)基本原理。感應(yīng)加熱時，工件中電流強(qiáng)度自表面向心部呈指數(shù)規(guī)律衰減，這也是為什么感應(yīng)淬火時工件表面瞬間能到達(dá)高溫，而心部仍然處于低溫狀態(tài)的原因。頻率越高，此現(xiàn)象越明顯。當(dāng)加熱層深度為熱態(tài)電流透入深度的40%到50%時，加熱的總效率*高。零件在熱態(tài)的透熱深度與頻率的簡化關(guān)系為：＆800 = 500>
感應(yīng)器直徑
圖10和圖11為試樣的金相組織，從圖可知本次試驗(yàn)淬火深度不足10mm.總結(jié)失敗原因：不僅因?yàn)殡娫搭l率過高，更主要原因是感應(yīng)器的設(shè)計(jì)問題，噴水圈和加熱圈未設(shè)計(jì)成分體式，這樣導(dǎo)致難以連續(xù)對試樣進(jìn)行加熱，做不到模擬調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線時的加熱狀態(tài)。另外，感應(yīng)器噴水孔呈單排排布，內(nèi)接進(jìn)水口只有2個，這樣也導(dǎo)致在加熱后，工件內(nèi)部冷卻難以實(shí)現(xiàn)快速冷卻。 2、國內(nèi)專業(yè)廠家試驗(yàn) 由于受限有條件的限制，以致在外協(xié)單位淬火試驗(yàn)的失敗，我們和國內(nèi)專業(yè)廠家進(jìn)行合作試驗(yàn)，采用現(xiàn)有的感應(yīng)淬火機(jī)床模擬感應(yīng)調(diào)質(zhì)的加熱及回火，冷卻采用浸液冷卻。圖12為試樣的加熱狀態(tài)，可明顯看到試樣上部已**透熱，呈現(xiàn)漂亮的金黃色。圖13為切取的試塊。表2和表3 分別為淬火、回火工藝參數(shù)，圖14為試樣沿截面的硬度梯度。
表2 感應(yīng)加熱工藝參數(shù)
> > > > > > 表3 感應(yīng)回火工藝參數(shù)
> > > > > >
試樣編號 抗拉強(qiáng)度
材料 產(chǎn)地 C Si Mn P S Cr Mo 參考標(biāo)準(zhǔn) 42CrMo 中國 0.38-0.45 0.17-0.37 0.5-0.8 <0.03 <0.03 0.9-1.2 0.15-0.25 國際 42CrMoS4 德國 038-0.45 <0.4 0.6-0.9 <0.035 0.02-0.04 0.9-1.2 0.15-0.30 歐標(biāo)
材料 尺寸規(guī)格
> > > （%） 沖走吸收能量Akv> > 112.3
由表6不難看出，由于42CrMoS4采用的是感應(yīng)調(diào)質(zhì)，雖然調(diào)質(zhì)硬度較我們單位的更高，而斷面收縮率和沖擊吸收能量也旗鼓相當(dāng)。這和感應(yīng)淬火的特性相關(guān)，感應(yīng)淬火件屬于瞬間到溫，快速冷卻，其淬火后的晶粒比爐子調(diào)質(zhì)更細(xì)，硬度較普通淬火要高2——3HRC，回火后材料的塑韌性自然更高。 四、感應(yīng)調(diào)質(zhì)本土化的可行性 1、感應(yīng)調(diào)質(zhì)的適用范圍與設(shè)備布置 感應(yīng)調(diào)質(zhì)適用于中小直徑的軸類零件進(jìn)行流水線生產(chǎn)。因此，對于直徑過大或數(shù)量較少的零件，不推薦采用感應(yīng)調(diào)質(zhì)。要求直徑≦160mm為宜。 由于感應(yīng)調(diào)質(zhì)采用的是生產(chǎn)線模式，需要不小的占地面積。40000mm*10000mm的區(qū)域，可以滿足布置一條標(biāo)準(zhǔn)的感應(yīng)調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線。 2、感應(yīng)調(diào)質(zhì)所需的先決條件 當(dāng)前的長桿零件是先將原材料粗加工后進(jìn)行爐子調(diào)質(zhì)，形狀如圖17所示。而感應(yīng)調(diào)質(zhì)需要的為圓棒料，因此，進(jìn)行感應(yīng)調(diào)質(zhì)的前提是去除凹槽以及端部的凸起部分。解決這一問題的辦法是將當(dāng)前的模式改為鋼廠標(biāo)準(zhǔn)6m長圓棒料**行感應(yīng)調(diào)質(zhì)，在進(jìn)行鋸割和機(jī)加工。 五、結(jié)語 1、感應(yīng)加熱技術(shù)應(yīng)用于中小徑軸桿件的調(diào)質(zhì)從技術(shù)上是可以實(shí)現(xiàn)的，而且已在國外廣泛應(yīng)用，國內(nèi)的東北特鋼大連基地已有一條感應(yīng)調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線。 2、感應(yīng)調(diào)質(zhì)后零件的力學(xué)性能并不亞于甚至優(yōu)于電阻爐的調(diào)質(zhì)，硬度的均勻性也更好。根據(jù)現(xiàn)場觀察，感應(yīng)調(diào)質(zhì)后零件的變形量也遠(yuǎn)小于電阻爐調(diào)質(zhì)。 3、結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)，感應(yīng)調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線適用于直徑≦120mm的軸類零件，更具經(jīng)濟(jì)合理性。本文由河北調(diào)質(zhì)熱處理生產(chǎn)線廠家編制，轉(zhuǎn)載時請注明出處：