应用亚温淬火工艺解决45钢槽型螺母淬裂问题的探索- .pdf

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1、警§栏目主持李华翔生处_里。圈应用亚温淬火工艺解决45钢槽型f~f／鬯螺母淬裂问题的探索陕汽集团方圆汽车标准件有限公司(西安713800)权娟玲亚共析钢在。～‘4之间且靠近4温度加热淬火离称为亚温淬火，由于其温度范围在～4c的双相区，即A+F相区，经亚温淬火的工件既可保证一定的强度，又因细化晶粒得到适量均匀、细小铁素体，阻碍裂纹扩展，而又具有较好的塑性和韧性。由于在解决亚共析钢淬火裂纹缺陷中所起到的独特作用，亚温淬火已逐渐受到热处理工作者的重视，并将其应用到生产中。以我公司为例，45钢制六角槽型螺母图2六角槽型螺母裂纹形态的易裂尺寸为5～1111113，对心部淬硬的槽螺母来说

2、，有采用亚温淬火工艺解决了淬火裂纹问题。该零件形状如效厚度正是在“淬裂危险尺寸”范围内，存在淬裂倾向图1所示。(见图2)。端)(2)金相组织对淬裂件进行金相分析，裂纹两壁无明显脱碳现象，基体组织正常，未发现夹杂物、带状偏析等其他方面缺陷，金相组织如图3所示。图1六角槽型螺母其加工工艺路线为：下料一加热一压扁一成形一冲孔一退火一攻螺纹一铣槽一热处理一镀锌一包装。1．淬火裂纹的形态及原因分析45钢制六角槽型螺母为重型汽车重要的保安件，要求淬火后硬度>~50HRC，回火后硬度20～28HRC。其常规热处理工艺为：在盐浴炉(820±5)℃x(10～l2)min淬图3六角槽螺母淬火裂纹

3、金相组织500X(3)化学成分取裂纹件l件进行化验，结果如表8％一14％盐水，(590～640)℃×90min回火。在热处理1所示。生产过程中曾多次出现淬火裂纹，比例高达15％～表1化学成分(质量分数)(％)23％，裂纹部位均在槽底呈环形圆周分布，少数延伸至螺纹牙底，裂纹深度1—2．5mm，如图2所示。因条件材料项目CM13SP所限，笔者只对造成淬火裂纹的原因进行了初步的分实测值O．47O．3】0．670．030O．O3145钢标准值0．42～0．500．17～0．370．5～0．8≤0．035≤0．031析。(1)工件结构此零件属薄壁开槽件，而且铣槽直从表1可以看出，该工件

4、含碳量接近45钢碳量成角无圆弧过渡。另据有关文献介绍，45钢在盐水中淬火分的上限，且S、P杂质也居上限，但各成分均在45钢参磊工热加工熟处理／艘铸造20，0年第T5期WWW．rletalworkingT950．comHeatTreatment合格范围内。化淬火冷却方式，减少组织应力，如可以采取水淬油冷(4)热处理工艺由图3可看出，组织正常，晶法或预冷法等，但这对大批量的生产方式来讲，难以操粒不粗大，排除有过热、过烧现象；测量淬火液浓度作。因此，笔者试采取亚温加热、盐水单液冷却的工艺5．7％，淬火液浓度偏低(工艺要求8％～14％)；回方式。火及时性的影响，因淬火马氏体硬度高、脆

5、性大，若2．亚温淬火工艺试验淬火后不及时回火消除组织应力，在放置期间表面会亚温淬火的加热温度处于双相区(A+F)，温度低因承受拉力作用而产生裂纹。查看记录，淬火后8h回于正常淬火得到单相区A的温度，有利于减少淬火时的火，比较及时。热应力，同时由于双相区奥氏体化的量比正常淬火加热由以上分析初步判断，造成淬火裂纹的主要影响因到单相区奥氏体化的量少，在发生奥氏体向马氏体转变素有：零件铣槽直角无圆弧过渡，应力集中；淬火液浓时组织应力也减小，所以亚温淬火比常规温度淬火热应度偏低；常规淬火工艺加大了淬火应力。力和组织应力都减小，有利于避免裂纹的发生。该零件属汽车厂来图加工，考虑到机加工工

6、艺因按照行业中的相关资料介绍，对处在易裂尺寸的45素，在调整淬火液浓度的同时，笔者曾尝试在优化淬火钢制工件，一般采用(780±10)oC亚温淬火。为此我们工艺上解决问题，优化淬火工艺，这样一是优化加热工选取不同含c量的产品进行工艺试验，结果如表2所艺，尽量减少热应力和组织应力过大引起裂纹；二是优示表2含碳量溶液温度试验数量裂纹比例亚温淬火工艺溶液浓度(％)裂纹件数(质量分数，％)／℃(件)(％)O．42～0．43780℃×l5min+590℃×90min1038lO00474．70．48～0．49780℃X15min+620℃X90rain1038lO00787．8由表2可看

7、出，淬火裂纹比例与常规热处理工艺所低谷。如图4的A曲线所示，低谷处Ac约为750—产生裂纹比例15％～23％有所下降，但淬裂比例仍然较760~C，含碳量偏上限的45钢，仍按(780±10)℃亚温大。淬火，显然是不适合的。为此，我们对45钢含碳量分原因是：45钢因含C量的差异相应的Ac有所不上下限又进行工艺探索试验，结果如表3表示。同。据有关文献介绍，Ac，随含量在0．42％一0．50％的取Wc=0．42％一0．43％、W=0．47％一0．48％六角变化而变化，在0．46％一0．50％范围内c，有一陡降的