摘要:分析了档板零件淬火畸变的主要原因。采取分段淬火、提高淬火温度及使用不同淬火装炉3方面措施,有效控制了该零件的淬火畸变，显著降低了零件淬火的废品率。中国国际模具网 关键词：淬火；畸变；档板中国国际模具网 如图1所示，为档板的形貌，其材料为45钢。要求零件表面硬度（38-48）HRc，畸变量要求热处理前A边平面度不大于0.1mm，其余不大于0.15mm，热处理后A边平面度不大于0.2mm，其余不大于0.3mm。中国国际模具网 零件加工工艺路线：板材冲压→吹砂→淬火、回火、校直、时效回火处理→吹砂→氧化→装机使用，由于在产品的生产过程中零件淬、回火后平面畸变度大，同时表面硬度经常出现软硬不均的现象，造成返工。因此，控制零件的淬、回火后产品的表面硬度及畸变，缩短生产周期和降低返工率是产品进入大批量生产的关键。中国国际模具网  中国国际模具网 A边平面度不大于0.2mm，其余不大于0.3mm中国国际模具网 图1 档板零件图中国国际模具网 1 档板零件原热处理工艺中国国际模具网 档板零件采用VKSE4/Ⅱ型多用炉加热淬火和箱式回火炉中温回火的工序，采用的工艺曲线如图2（a）所示。淬火温度选取（850±10）℃，淬火介质采用好富顿355分级淬火油，零件装炉方式采用如图3（a）所示的平摆装炉。表1所示为按不同工艺生产出的档板实际情况，由表１所示可以看出原工艺生产的档板畸变、表面硬度远不如改进工艺生产出产品的对用性能。中国国际模具网 中国国际模具网   中国国际模具网 (a)原工艺 (b)改进后工艺中国国际模具网 图2 档板淬火回火、时效回火工艺曲线中国国际模具网   中国国际模具网 （a） （b）中国国际模具网 图３ 零件装炉方式中国国际模具网 表1 档板原工艺生产结果中国国际模具网 中国国际模具网 工 艺中国国际模具网 | 表面硬度（HRc）中国国际模具网 | A边平面度畸变≤0.2mm中国国际模具网 | 其余边不畸变量≤0.3mm中国国际模具网 | 设计图纸中国国际模具网 | 38-48中国国际模具网 | ≤0.2mm中国国际模具网 | ≤0.3mm中国国际模具网 | 原 工 艺中国国际模具网 | 30-40中国国际模具网 | 0.15～0.35中国国际模具网 | 0.15～0.4中国国际模具网 | 改进工艺中国国际模具网 | 40-46中国国际模具网 | 0.08～0.2中国国际模具网 | 0.13～0.3中国国际模具网 |
图4 零件吊挂装炉专用工装中国国际模具网 中国国际模具网 中国国际模具网 2淬火畸变原因分析中国国际模具网 由图1所示可见，档板为薄壁零件，档板淬火时极易造成变形，属于组织转变应力作用结果[1]。从生产档板平摆装炉方式可知，档板淬火畸变是淬火过程中淬火应力、装炉方式共同作用的结果。淬火应力分为热应力和组织应力，热应力和组织应力在产品淬火冷却过程中总是同时存在，淬火应力为二者叠加的结果[2]。档板的淬火畸变主要取决于零件的装炉方式和淬火应力，即取决于零件的装炉方式和淬火工艺控制。中国国际模具网 3 改进措施中国国际模具网 为了降低档板畸变，消除零件淬、回火后的返工率，经分析采取以下改进措施：①采用分段淬火法，试验选定为850℃保温再升至870℃淬火，以保证淬火零件表面硬度均匀，工艺曲线见图2（b）；②提高淬火油的使用温度，试验中选定为100℃，提高淬火油冷却能力[3]（实际淬火过程中表示温升到139℃）；③采用不同的装炉方式如图3所示，从中选定畸变量最小的装炉方式，对比效果如表2所示，由表2所示可以看出采用吊挂装炉方式的档板淬、回火后100%都达到技术要求。根据试验结果进行设计、制作专用吊挂工装，吊挂工装如图4所示，这样可以彻底消除零件之间重叠，在炉内加热均匀，保证零件整体表面硬度，同时零件吊挂进入淬火槽内，淬火冷却均匀，降低马氏体组织转变应力，保证零件畸变100%合格。中国国际模具网 中国国际模具网 装炉方式中国国际模具网 | A边平面畸变量≤0.2合格率中国国际模具网 | 表面硬度（38-48）HRc中国国际模具网 | 其它边平面畸变≤0.3合格率中国国际模具网 | 平 摆中国国际模具网 | 58%中国国际模具网 | 30-43中国国际模具网 | 40%中国国际模具网 | 自由吊挂中国国际模具网 | 100%中国国际模具网 | 39-46中国国际模具网 | 100%中国国际模具网 | 铁丝串挂中国国际模具网 | 70%中国国际模具网 | 26-39中国国际模具网 | 80%中国国际模具网 | 注：共生产10炉次，每炉次装4500件中国国际模具网 |
中国国际模具网 表2 不同摆放方式对比结果中国国际模具网 4 结束语中国国际模具网 经改进后的工艺方法处理的档板，淬火、回火后质量都满足了资料要求的技术条件，同时，畸变量得到了有效控制，如表1所示。连续生产至今200000件，保证了档板淬火、回火后表面硬度和畸变的一次交检合格率，取得的良好的经济效益和社会效益。按年产30万台发动机计算，可节约各种费用46多万元。中国国际模具网 参考文献中国国际模具网 [1] 钢铁热处理编写组.钢铁热处理.上海：上海科学技术出版社，1979.中国国际模具网 [2] 崔忠圻，刘北兴.金属学与热处理原理.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1998：230-231.中国国际模具网 [3] 安运铮.热处理工艺学.北京：机械工业出版社，1988 中国国际模具网 |