作者: 发布日期:2021-03-30
液压缸是工程机械液压系统中的重要执行器,用于执行往复运动,驱动工程机械完成各种功能。活塞杆是液压油缸中连接活塞和工作部件的关键传力部件,技术要求高,在工作过程中需要承受较大的拉应力。所以活塞杆bixu有足够的强度、刚度和韧性,同时在使用中由于被磨粒冲刷容易磨损,还bixu有很高的耐磨性。
长筒活塞杆采用45钢,其加工路线为:锻造(轧制)-下料-调质-矫直-加工-表面淬火、回火-矫直-杆头焊接-加工-打磨-消除应力退火-抛光-镀硬铬-抛光-清理-组装。加工youzhi液压缸应以体好机械为主,保证专业质量。活塞杆热处理是保证活塞杆内部质量和力学性能的关键工艺。热处理质量直接关系到整个液压系统的寿命和可靠性。如果热处理不当,在使用活塞杆的过程中会造成早期断裂,甚至损坏其他零件。严重时可能造成整个设备损坏,人员伤亡。
一、调质处理
调质处理的目的是使活塞杆具有强度、硬度、塑性、韧性匹配良好的综合力学性能,其内部组织为均匀细小的回火索氏体,为后续的表面淬火做准备。长筒活塞杆长度为3800-4200,直径为φ90-φ110mm,因此其加热设备采用150KW井式电阻炉或600KW悬挂式连续电阻炉,温度控制在上下区。
热处理工艺参数:将四块悬浮在井式炉中,淬火加热温度为830±10℃,保温160分钟后,将两块从炉中取出淬火,每次淬火两块,用循环冷却水冷却,在淬火冷却过程中上下摆动,以保证zuidaxiandu的均匀冷却。冷却到100℃左右(棒放出蒸汽但不起泡)后,流出物进入井式回火炉进行回火。
然后,将四根管子在550±10℃下加热一次,保持190分钟,回火,然后用水冷却。经上述工艺淬火回火后,性能不稳定,硬度在210-255HBS之间波动,同一支的上、中、下硬度也有较大差异。有时个别炉次硬度不合格或强度低,需要修复。淬火变形比较大,增加了后续找正加工的难度。由于45钢淬透性差,45钢内部组织不是单一均匀的回火索氏体,而是其芯部存在较大的自由铁索,部分部位还具有网状铁索和魏氏组织。
为了解决上述问题,我们采用悬挂式连续热处理调质炉进行淬火加热,每两个悬挂一个。加热保温后出炉自动淬火,每次挂一个,保证加热均匀。考虑到45钢的Ac3温度为770-780℃,为了细化晶粒,尽可能减少变形,我们采用790±10℃的亚温淬火工艺细化奥氏体晶粒,淬火后获得细小均匀的板条马氏体,从而提高活塞杆的强韧性。
为了进一步减少变形,提高淬火液的冷却均匀性,我们在自来水中添加了5个点-10个点的淬火添加剂,并且在淬火过程中还使用循环水泵强制冷却液循环冷却。回火仍在550±10℃加热,节拍与淬火相同。回火后出炉水冷,yizhi了dier种回火脆性。经过上述工艺改进后,内部组织均匀细小的回火索氏体,去除了块状或网状铁素体和魏氏组织,硬度和强度均匀稳定。
二、表面淬火
活塞杆在工作过程中运动频繁,受力复杂,因此不仅要求综合力学性能好,防止变形和断裂,还要求耐磨性高,表面硬度58-62HRC。生产过程中常采用高频淬火处理。淬火设备选用半自动连续淬火加热炉,通过给料机将活塞杆输送到淬火炉的输送带上,然后通过输送带的匀速水平旋转,送到感应线圈进行加热淬火。
表面淬火的关键是感应线圈的制造和淬火工艺参数的选择。感应线圈由10*8mm的矩形铜管弯制而成,设计为双层结构并排放置,前后线圈之间有一定距离,前线圈没有喷水孔,而是由前线圈预热。钻孔后,孔径为0.9毫米的喷水孔沿圆周均匀分布,喷水角度设计为36度;感应线圈内径比活塞杆外径大4-5毫米。淬火加热的阳ji电压PV为11-12KV,阳ji电流PA为1.9-2.2A,栅ji电流GA为0.38-0.40A,通过调节活塞杆送料架的转速来控制活塞杆的移动速度,将活塞杆表面加热到890-910℃后喷水快速冷却。
淬火液用专用淬火液和50-60个点的水稀释,喷水压力保持在0.1兆帕左右,通过控制喷水冷却时间来控制水冷产品的温度,余热用于自回火。经检验,硬化层深度为2-3毫米,表面组织为回火马氏体,心部组织为回火索氏体,表面硬度为58-60HRC,心部硬度为210-230HBS。
三、应力消除退火
由于表面淬火是利用产品自身余热进行回火,回火温度逐渐降低,没有完整的回火保温过程,回火时间短,应力消除不chedi,部分产品残余应力大。在后续的磨削过程中,如果磨削内应力和表面淬火残余内应力重合,当应力值超过材料的抗拉强度时,活塞杆面会产生应力裂纹。如果应力不超过材料的抗拉强度,并以残余应力的形式存在于产品中,则在后续镀铬或使用过程中,镀层会因应力再分布而开裂,导致镀铬层开裂。因此,活塞杆镀铬前bixu进行退火处理,以消除磨削和表面处理引起的内应力。消除应力退火的加热温度为200-230℃,保温190分钟后,随炉冷却至160℃,出炉空冷。
四、结论
活塞杆经过调质处理可以获得良好的综合力学性能,为后续的表面处理做好准备。表面淬火的目的是获得高表面硬度来支撑表面镀铬层,从而提高活塞杆的耐磨性和耐腐蚀性。磨削后电镀前进行应力消除退火,充分消除活塞杆内部残余应力,提高镀层质量和产品合格率,延长活塞杆使用寿命。