SQB系列传感体真空热处理畸变的控制

舍全舍一现场经验SQB系列传感体真空热处理畸变的控制张雅琳天津市热处理研究所有限公司，天津300402中图分类号TG15695文献标识码B文章编号100816902010040074002CONTROLOFDISTORTIONOFTHESERIESSQBSENSORBODIESDURINGVACUUMHEATTREATINGZHANGYALINTIANJINHEATTREATMENTRESEARCHINSTITUTECO，LTD，TIANJIN300402零件热处理畸变是热处理过程的主要缺陷之一，一些精密复杂的零件常因热处理畸变而报废，因此控制精密复杂零件的畸变一直是热处理生产中的关键问题。众所周知，零件在热处理时，特别是在淬火过程中，由于其截面各部分加热和冷却速度的不一致而引起温度差，加之组织转变的不等时性等原因，使得零件截面各部分体积胀缩不均匀，组织转变不均匀，从而引起组织应力和零件内外温差所引起的热应力。当其内应力超过零件的屈服极限时，就会引起畸变。因此，减少和控制精密复杂零件的畸变乃是广大热处理工作者的一项重要的研究课题。本文根据精密复杂传感体的畸变状况、畸变原因的研究，探讨减小和控制精密复杂传感体畸变的措施，以提高产品的质量。1传感体的材料、尺寸结构及热处理要求此零件的材料为4340钢，外形尺寸315MMX315MMX130MM，为长方形零件，如图1所示。此零件存在着截面尺寸差距大，“T”面处的有效厚度仅为12MM，但其他部位的截面尺寸为315MM；零件还存在着轴向不对称，在零件的一侧打有4,5MM的导线孔见图1。经真空热处理后，硬度收稿日期20080828作者简介张雅琳1961一，女，天津市人，工程师，主要从事真空热处理技术工作。联系电话02286993296，EMAILZHANGYALIN126EOM火工艺和所获得的组织，对随后的磨削加工及使用金属热处理，2002，27103638性能都有重要影响。只有通过对具体零件的材料和李志义，李晓澎气体渗碳淬火件中的氢脆问题EB0L一组织的严格控制，以及冷、热加工工艺两个方面的协7JD尧E华OM、热处理与齿轮失效分析作，减少磨削裂纹的发生，才是高精度制造机械装备呻0LHTTPWW。QI。，2OO9O814的可靠工艺保证。8贾厚雨，李忆莲，宫心勇，等20CMM。钢中心楔块的渗碳与氢脆J金属热处理，2002，2785759参考文献9潘建生，胡明娟热处理工艺学M北京高等教育出版社，2009IIOM库拉科夫，等磨削缺陷的预防M北京机械工业10何晓除氢工艺分析J航空与航天，2003；2712出版社，198711薄鑫涛，胡月娣铬镍渗碳钢的残留奥氏体J热处理，2谢燮揆渗碳钢中的残余奥氏体J铸锻热一热处理实践，199911171012金咫孝渗碳、碳氮共渗对残留奥氏体的影响J铸锻热一热3陈国民齿轮钢材和热处理质量及其控制二J汽车工处理实践，1993，823843艺与材料，2003，3101313蒋卫良，吴明龙，江耕华，等低速重载齿轮热处理内在质量的4胡志忠钢及其热处理曲线手册M北京国防工业出版要求J煤矿机电，2004，63335社，198614刘云旭，刘澄提高渗碳钢件疲劳抗力的研究J国外金5王新社，钱康强氢在渗碳及其后热处理过程中的行为J属热处理，1996，171279I8774热处理2010年第25卷第4期要求4246HRC，热处理后“RR，面不平行度小于005MM，零件整体不平行度小于01MM，最后进行磨削加工。Q震一图1传感体简图FIG1SCHEMATICDIAGRAMOFSENSORBODY2引起畸变的原因1材料的影响对畸变较大的零件进行金相分析，其原材料为热轧退火状态，存在带状偏析。由于带状偏析的存在，使零件成分不均匀，造成在加热时奥氏体转变温度不同，冷却时马氏体开始转变点不同，从而产生组织应力。当应力超过钢的屈服强度后，就会产生塑性变形，造成零件畸变量超差。2前道机加工应力的影响机械加工过程中的残余应力和淬火应力叠加，将增大传感体热处理后的畸变量。3零件结构的影响由于传感体截面厚薄不均，在真空热处理时，特别是淬火过程中，由于截面各部分加热和冷却速度的不一致而引起的温度差，加之组织转变的不等时，使得零件各部分组织转变不均匀，体积膨胀不均匀，从而引起组织应力和零件内外温差所引起的热应力，当其内应力超过其屈服极限时，就会引起畸变。4热处理工艺的影响A加热速度。热处理畸变一般都认为是冷却造成的，这是不正确的。特别是形状复杂的零件，加热工艺的正确与否对其畸变往往有较大的影响。从一些加热工艺的对比可明显看出，加热速度较快，往往产生较大的畸变。任何金属加热时都要膨胀，由于加热时，同一传感体各部分的温度不均匀即加热不均匀，就必然会造成零件内各部分膨胀的不一致性，从而形成因加热不均匀而产生的内应力。在钢的相变点以下温度，不均匀加热主要产生热应力，超过相变温度加热不均匀，还会产生组织转变的不等时，即产生组织应力。因此加热速度越快，其表面与心部的温度差别越大，应力也越大，传感体热处理后产生的畸变也越大。B加热温度的影响。对于形状复杂的零件，同样是正常的淬火加热温度，在允许的上限温度加热淬火后的畸变量要比在允许的下限温度加热淬火后的畸变量大得多。3减小畸变的措施1为了减小零件因原材料偏析而引起的畸变，应加强原材料的复检，尽量选取偏析较小的钢材；对存在严重偏析的钢材先进行退火处理，消除性能各向异性，使之获得分布较为均匀细小和弥散的碳化物，从而减小零件的最终热处理畸变。2为了减小前道机加工应力，采用相变点以下时缓慢加热的方式，在550CI预热2H，淬火加热温度选用845即中下限温度，淬火油温选用60，以减小由于加热温度过高造成钢的晶粒粗大，使淬火冷却时产生的应力大而引起的畸变。淬火后的零件经400OC2H两次回火。3为了减小零件结构引起的畸变，采取了在“T”面处加垫片填堵，导线孑L处加圆棒填堵的方法，达到降低“RR面及导线孔处的加热及冷却速率，从而减小加热及冷却时的组织应力及热应力，以减小热处理畸变。4因传感体为细长杆件，所以装炉方式为吊装，以减小热处理畸变。4结果经上述工艺热处理后的4340钢传感体，硬度为4246HRC，”T”面畸变量小于005MM，零件整体不平行度小于01MM。硬度及畸变