看高频淬火炉如何改进4Cr13钢饲料机环模的热处理工艺

环模是饲料机饲料加工的重要零件,4Cr13钢是国产高级环模优选用钢。生产中发现,不少环模工作小于100h出现开裂而报废,远低于环模正常服役寿命(大于600h),严重影响农机生产和经济效益。

检验从锻坯来料和加热工艺开始,发现锻坯加热中因温度不均,使工件过热造成晶粒粗大,锻坯均质性差。这种缺陷在随后的热处理工艺中难以去除,成为造成环模开裂的原因之一。饲料机环模高为200mm,直径为,350-1000mm。锻件主要缺陷是拔长锻比不足,镦粗锻较大,因而锻环内的缺陷未充分锻合。

由于工件大,冷却速度缓慢,易使组织不均匀,使工件纵向力学性能差,环模大多数破坏是纵向开裂引起的;同时,对于大尺寸环模锻件,终锻时表面温度即使为750-850℃,心部温度仍高于1000℃,由于工件冷却速度很缓慢,易产生奥氏体再结晶,锻造中细化晶粒发生异常长大出现混晶现象,或形成沿晶界析出的网状碳化物缺陷均大大降低了4Cr13钢的断裂抗力。金相分析发现,环模锻件中出现链状夹杂物和带状偏析及未锻合疏松缺陷。这些缺陷、混晶及网状碳化物使工件断裂强度严重下降,成为4Cr13钢环模早期开裂失效的主要原因。

4Cr13钢环模原热处理工艺是860℃退火加上1030-1050℃淬火再加上250℃两次回火或一次回火。生产实践表明,上述工艺不能去除锻造缺陷,如带状偏析、链状夹杂物、网状碳化物、晶粒粗大混晶及未锻合疏松等。

生产试验中采用高频淬火炉对其重新退火加热工艺,使4Cr13钢环模合金元素重新溶入奥氏体进行高温扩散,然后快冷至650℃进行转变,可有效改善和去除上述锻件组织缺陷-止产中采用固溶处理加双细化工艺取代原退火工艺,消除了环模锻件缺陷,细化晶粒度达8级,取得了良好效果。原回火工艺为250℃x2h两次回火,或一次回火,保温时间为4-6h,发现回火不足,工件仍有残留应力造成环模开裂。改进回火工艺为:第一次回火为250℃x4h,第二次回火为200℃x6h或回火时间更长些。采用新回火工艺后,环模残留应力有效消除,工件使用寿命显著提高。

采用改进环模热处理工艺后,改善和去除了锻件组织缺陷,组织细化均匀,性能改善,未发现工件裂纹断裂现象,满足了技术要求,工件寿命明显提高,生产运行良好。

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