TL-4521齿轮锻坯等温正火工艺的研究- .pdf

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1、壅皇垒里．IResearch&Applicn伽TL·4521齿轮锻坯等温正火工艺的研究一汽解放汽车有限公司车桥分公司(吉林长春130011)庄稼稔孙少权李明哲池建华韩子健锻造毛坯的预先热处理，不仅对切削加工性能有率在20％40％，因变形造成零件的废品率高达10％以极大影响，而且对最终热处理变形也有重大影响。为了上，使产品质量得不到有效控制，生产成本大幅提高。提高齿坯的可切削性，消除锻造应力，使组织均匀化，为提高产品质量，我公司与一汽一巴特勒锻造有通常采用等温正火进行预先热处理。正火是一种传统的限公司成立联合

2、项目组进行项目攻关。工艺，因其设备、工艺要求简单，能耗少，一直被广泛一采用。但在生产实际中，渗碳钢锻造毛坯经正火处理、试验设备及材料后，由于很难控制正火的冷却速度，因此奥氏体分解相1．试验设备变无法控制，必然在一个温度区间内连续进行，因而获(1)推杆式连续线加热炉型号T一240，该设备得的显微组织和硬度也可能不同。有些钢件由于冷却速加热共分三个区，炉内共分布18个料盘，靠液压油缸来度较大，有可能局部甚至全部获得非平衡组织(d—Fe实现进料。工件装在料筐内，由推杆将料筐及工件推魏氏组织、贝氏体等)，这不仅影响

3、切削加工性能，而入炉内。经实际测温，炉温的均匀性偏差±4~C。工件且也会改变钢件渗碳淬火后的变形规律，会因变形过大加热后按工艺方法冷却后入等温炉。等温炉型号为T一而报废。这种情况在淬透性波动较大的钢中更易出现。165型，等温炉加热共分四个区，炉内共分布10个方形对于冷却速度较小的钢件，由于钢的硬度过低，切削时料筐，同样靠液压油缸来实现进料，每个区各有一个风易发生塑性变形，形成切削瘤，出现“粘刀”、“烧刀”扇，并有风道，以保证等温温度的均匀性。经实际测现象。温，炉温的均匀性偏差为±8℃。一汽一大众250变速箱

4、系列齿轮，一直在一汽一巴特(2)布氏硬度计HB一3000型。勒锻造有限公司进行精锻及正火的试生产。但锻造公司(3)金相显微镜奥林巴斯GX5l型。在生产过程中对等温正火工艺虽经多次调整，该件正火组织及硬度却一直没有达到工艺要求。主要问题反映在2．试验材料及技术要求正火后组织不合格，有粒状贝氏体组织出现；硬度不合(1)试验材料TL一4521(具体成分见表1)。格，硬度散差大，软硬不均。这些都影响了零件的机械(2)正火组织技术要求F+P1-4级(标准号)；加工性能，并对最终的碳氮共渗处理变形产生了严重的不允许有粒

5、状贝氏体。影响。据大众公司反应，经碳氮共渗后工件的变形超差(3)硬度要求167～193HBW。表1材料化学成分(质量分数)f％)712素CMnCrMoNiTiAlSiSP标准0．15～0-23O．50加．80O．65加．85028~0_381．5～1．9≤0．O050．0l5O．035≤0．120．025~o．035≤0．035实际含量0-2lO．63O．71O_321．60．0050．02l0．080．0310．005保温一定时间，使工件组织完全转变为奥氏体组织后再二试验过程分析及讨论进行冷却。为获得细化

6、的珠光体，冷却方式一般为强制1．试验工艺风冷。为保证零件的硬度散差，风冷时将零件散放，等温正火工艺一般为将零件加热到C3温度以上，以确保零件均匀冷却。待工件冷却至等温温度时，及囫!丝塑垫竺型丝堂参磊工热加工wmetalworking71950．comResearc^&铆砌I!壅皇壁里时入等温炉，以防止粒状贝氏体组织的出现。由于TL一4521为德国大众特有材料，没有任何技术资料，只能借鉴国内的类似材料。因此将加热温度定为920℃，根据外形尺寸及装载量、装载方式，将加热保温时间和等温保温时间定为4．5h，等温温

7、度定为600℃、620V、640V。冷却过程采用强制风冷(散放)、空冷(散放)和直接入等温炉，冷却时间采用60s、120s、180s。对于以上三个变化的参数采用正交法进行试验。根据试验结果，进行适当的调整，最终找出最佳的工艺图1零件的金相照片100x参数控制范围，为指导生产提供可靠的数据。部分工艺参数及结果如表2～4所示。于在强制风冷的条件下，四周外侧边缘零件冷却速度稍由表2可以看出，采用强制风冷，等温温度为快，居于中间的零件冷却速度稍慢造成的。同时也说明640℃，不同冷却时间后，零件的硬度介于164～采用

8、强制风冷工艺，冷速过快，达不到所要求的硬度和242HBW之间，完全超出了167～193HBW的技术要金相组织。求；同时硬度散差也很大，达到了78HBW。铁素体和由表3可以看出，采用空冷，等温温度为640℃，珠光体的级别也由3级到6级不等，并有粒状贝氏体组织不同冷却时间后，零件的硬度介于152～228HBW之出现。图1是强制风冷、冷却时间为180s、检测硬度为间，同样也超出了167～193HBW的技术要求；同时硬2