感應淬火常見問題及解決措施

2022-08-19 12:45:05 字數 4246 閱讀 8513

中頻爐感應淬火件常見淬火缺陷,主要有硬度不夠、軟塊、變形超差與淬火裂紋,還有區域性燒熔等。

1、 表面淬火後硬度不夠:

表面淬火後硬度不夠是罪常見的問題,其原因亦是多方面的。

1) 材料因素

① 火花鑒別法:這是最簡單的方法,檢查工件在砂輪上磨出的火花,可大致知道工件的含碳量是否有變化,含碳量越高,火花越多。

② 直讀光譜儀鑑別鋼材的成分,現代化的直讀光譜儀能在極短的時間內,將工件材料的各種元素及其含量進行檢驗並列印出來,可確定鋼材是否符合圖樣要求。

③ 排除工件表面貧碳或脫碳因素,較常見的冷拔鋼材,材料表面有一層貧碳或脫碳層,此時表面硬度低,使用砂輪或銼刀去掉0.5mm後,再測定硬度,如果發現該處硬度比外面為高,並達到要求,這表面工件表面有貧碳或脫碳層。為進一步驗證此問題,可用金相顯微鏡觀察,表面貧碳層得組織與次層得顯微組織明顯不同,表面只有少量託氏體及大量鐵素體,而次層則為馬氏體,如果將此樣品在保護氣體下正火後在檢驗,表層只有少量珠光體,而次層則有該鋼號應有的珠光體面積,如45鋼,珠光體面積接近50%。

2) 淬火加熱溫度不夠或預冷時間長

淬火加熱溫度不夠或預冷時間太長,致使淬火時溫度太低。以中碳鋼為例,前者淬火組織中含有大量未溶鐵素體,後者其組織為托氏體或索氏體。

3) 冷卻不足

① 特別在掃瞄淬火時,由於噴液區域太短,工件淬火後,經過噴液區後,心部熱量又使表面自回火(階梯軸大台階在上位時最易產生),此時表面自回火溫度過高,常能從表面顏色及溫度傳感到。

② 一次加熱法時,冷卻時間太短,自回火溫度過高,或由於噴液孔因水垢減少了噴液孔截面積,導致自回火溫度過高(帶噴液孔的齒輪淬火感應器,最易產生次弊病)。

③ 淬火液溫度過高,流量減少,濃度變化,淬火液中混有油汙等。

④ 噴液孔區域性堵塞,其特點是區域性硬度不足,軟塊區常與噴液孔堵塞位置相對應。

感應加熱淬火常見缺陷及防止方法

感應加熱淬火常見缺陷及防止方法

名稱:硬度不足或軟點、軟帶

產生原因:

1.淬火件用鋼含碳量過低

2.表面氧化、脫碳嚴重

3.原始組織晶粒粗大。球墨鑄鐵件原始組織中的珠光體量太少

4.加熱溫度過低或加熱時間太短

5.冷卻水壓力太低,冷卻水量不足,或冷卻不及時

6.感應圈高度不夠,感應器中有氧化皮

7.匯流條之間距離太大

8.零件旋轉速度和零件(或感應器)移動速度不協調,形成軟帶

9.感應器噴水孔的角度不一致

10.零件在感應器中位置偏心或零件彎曲厲害

11.淬火介質中有雜質,乳化劑老化

防止方法:

1.感應加熱淬火件碳的質量分數一般大於0.4%,預先化驗材料成分

2.淬火前要清理零件表面的油汙、斑跡和氧化皮

3.控制原始組織晶閏度。球墨鑄鐵件感應加熱淬火前需正火處理,使珠光體體積分數大於70%

4.適當提高淬火溫度,使鋼中鐵素體充分溶解,得到單一奧氏體組織或適當延長淬火加熱時間

5.增加水壓,加大冷卻水流量,加熱後及時噴水冷卻

6.適當增加感應器高度,經常清理感應器

7.調整匯流條之間距離為1~3mm

8.調整零件的轉速和零件(或感應器)移動速度,當零件移動速度ν為1~24mm/min時,零件轉速n=60v可以避免淬火軟帶的形成

9.如調整不好,需更換感應器

10.調整零件和感應器的相對位置,使各邊間隙相等,零件彎曲厲害淬火前要進行校直

11.更換介質

名稱:淬火開裂

產生原因:

1.鋼中含碳量、含錳量偏高

2.鋼中夾雜物多、呈網狀,成分有偏析,含有害元素多

3.加熱溫度過高,溫度不均勻,零件上尖角溝槽、圓孔處應力集中

4.冷卻速度過大而且不均勻

5.淬火介質選擇不當

6.回火不及時,回火不足

7.材料淬透性偏高

8.返修件未經退火、正火

9.零件結構設計不合理,技術要求不當

防止方法:

1.零件含碳量和含錳量不應超過上限。試淬時,可調整工藝引數,也可調整淬火介質

2.高碳鋼和高碳合金鋼感應加熱淬火前需進行球化退火,檢查非金屬夾雜物含量和分布狀況,毛坯須進行反覆鍛造

3.調整電引數,降低單位面積電功率,縮短加熱時間。淬火前用石棉繩或金屬棒料堵塞溝槽、孔洞;尖角倒圓;軸端留非淬硬區

4.降低水壓,減少噴水量,縮短噴水時間

5.改用冷卻能力低的淬火劑。用油、聚乙烯醇水溶液或其它乳化劑作為合金鋼淬火劑

6.淬火後及時回火,淬回火之間的停留,對於碳鋼或鑄鐵不超過4h,合金鋼不超過0.5h。回火不足時,適當延長回火時間

7.材料淬透性高時,可以選用冷卻慢的淬火介質

8.返修件須經過退火、正火後,再感應加熱淬火

9.建議設計部門,修改不合理的結構設計,提出切實可行的工藝要求

名稱:淬火畸變

產生原因:

軸杆類零件:硬化層不均勻,通常零件彎向淬硬層較淺或無淬硬層一側

長條形零件淬硬層不對稱

齒輪:圓柱齒輪內也一般縮小0.01~0.05mm,外徑不變或縮小0.01~0.03mm

對於內外徑之比小於1.5的薄壁齒輪,內孔和外徑有脹大的趨向,雙聯齒輪呈喇叭口

齒形變化是齒厚一般表現為中間凹0.002~0.005mm

公法線變化一般為0.02~0.05mm(淬油時傾向脹大,淬火時傾向縮小)

齒輪壁厚不均,各部位公法線變化量將有較大差別

內也鍵槽畸變

防止方法:

軸承杆類零件:工件與感應器同心轉動

加熱時淬火,回火後矯直

淬硬層對稱

淬回火後矯直

齒輪:在滿足淬硬層要求的前提下,採用較大的比功率,縮短加熱時間

端麵加蓋,防止內孔過早冷卻

齒坯加工後,先進行一次高頻正火,然後加工內孔和銑齒,可顯顯減少內孔收縮至0.005~0.02mm

設計要合理,工藝路線安排在正確,使齒輪壁厚均勻和形狀對稱

選擇適當的冷卻方法,用較緩和的冷卻介質

齒輪各部分設計得盡量勻稱

留磨削餘量或增加預收縮量

內孔有鍵槽的齒輪,應先進行齒輪高頻淬火,最後插鍵槽

感應加熱淬火常見的缺陷

感應加熱淬火常見缺陷的主要原因和防止方法如下:

1)硬度不足和軟點

a.工件含碳量低或工件表面嚴重脫碳都會降低表面淬火硬度.含碳量低於0.

3%的鋼材不宜進行感應加熱淬火.若脫碳現象不太嚴重,在隨後的磨削加工中能將脫碳層磨去,並仍能滿足淬硬層硬度很深度的要求,這不營銷使用.此外,工件脫碳後也可採用滲碳處理來彌補.

b.加熱溫度過低,加熱層奧氏體化不充分,甚至還有未溶鐵素體存在,必然導致硬度不足.加熱溫度過低主要是電引數選擇不合理或電引數加熱時間不足導致的,只要重新合理調整電引數或時代那個延長加熱時間,便可消除此缺陷.

c.冷卻不足而產生硬度偏低和軟點是感應即熱表面淬火中較常見的情況.尤其是採用噴射冷卻時往往會因為噴水壓力不夠高.

噴水時間不夠長或噴水孔布置不當,噴射角度不一致計噴射孔堵塞等原因造成此類缺陷.因此,除了感應器及噴水裝置的合理設計及製造外,對於操作者而言經常檢查噴射是消除此類弊端的有效方法.

d.工件安放時產生偏心會造成加熱和冷卻的不均勻,產生區域性硬度不足,軸類另加連續加熱淬火時自傳的速度和另見對感應器的移動速度不協調會產生螺旋狀的軟帶.只要慎重操作,合理調整即可避免.

2)淬裂

a.當工件含碳量和行含錳量過高是,淬火開裂傾向嚴重.這時應該略為降低加熱溫度.對高碳工具鋼,器原始組織必須是球化組織,才有利於避免開裂.

b.過熱經常會引起淬裂,尤其是尖叫.鍵槽,圓孔邊緣等處很易產生過熱和應力集中,所以最易出現裂紋.

為了防止在此部位出現裂紋,最盡量避免對這部位加熱淬火,即合理分布淬硬區,對於有帶孔,槽的工件需要淬火時,可在該處用銅塞或剛塞將孔填堵後再加熱.避免區域性過熱,從而有效的消除淬裂現象.也可填充浸過水的石棉繩減輕或消除區域性過熱,這是因為水能吸收過熱部位的熱量.

c.冷卻速度過大也易使工件淬裂,因高頻淬火都採用噴射冷卻,所以水壓太大或冷卻時間太長,水溫太低等都極易產生開裂.

d.未經退火,正在處理的返修件,第二次淬火液易造成裂紋.

e.高頻淬火後,若淬硬區分布不合理,會在淬硬層表面形成殘留拉應力,他能引起零件的淬火開裂,杜宇區域性淬硬的若各淬硬區之間的距離很近.則在中間過渡區會產生早起疲勞損壞,因此,淬硬區的分布對零件的使用壽命影響很大,為避免這種缺陷,一般都要求兩個區域性淬硬區之間距離不應小於10mm,對帶有台階的軸類硬體,應該在台階部位有一定寬度(5-8mm)的未淬區.

軸端應保留2-8mm的非淬硬區等.

在感應加熱淬火過程中除了應注意防止產生以上這些缺陷外,由於感應加熱淬火的電引數經常會受網路電壓等外界因素的影響產生較大的波動,為此,需經常抽檢產品,並隨時根據產品質量調整有關引數,以保證產品質量的合格穩定.

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