量块采用中频感应加热设备进行热处理产生长度缩小缺陷,我们该怎么办?

量块是计量长度和校对各种量具的基准量具,要求具有极高的尺寸精度、尺寸稳定性、表面粗糙度和表面硬度。量块材料为GCr15钢,技术要求为:硬度60-65HRC.淬火马氏体级别≤2级,可满足量块精磨、精研、研磨(加工余量)技术要求。我们通常采用中频感应加热设备对量块进行热处理,但是,生产中发现,一批量具调质处理后畸变严重超标,致使不少工件校直无效而失效报废。

首先检验和分析了畸变量具的热处理工艺,检验发现,大部分量块缩小变形>0.70mm,和失效报废事例情况相一致。为此改变原热处理工艺进行试验,淬火工艺为860℃x15min,淬火介质改为32号汽轮机油冷却;回火工艺为650℃x2h,淬火后硬度为63-63.5HRC。经过分析可知,改进工艺变形缩小量明显下降,达到0.05-0.35mm,达到控制畸变量(<0.40mm)技术要求。

分析认为,量块淬火畸变除与淬火中产生组织应力热应力叠加作用使工件变形因素有关外,还应考虑淬火前机加工产生的加工应力,因而应增加淬火前的去应力退火,以减少工件存在的加工应力和变形隐患。因此增加了(550-560)℃x2h去应力退火。为减少工件变形,淬火温度从860℃降至840℃,工艺为840℃x35min; 回火温度也采用下限温度,工艺为620℃x2h回火。采用上述改进工艺后,测试量块硬度(淬火后)为61HRC,满足了其技术要求。

分析表明,量块尺寸缩小并非体积缩小,而是内应力引起的工件畸变。试验表明,量块油淬可完全淬透。冷却速度愈快,工件表面与内部温差愈大,淬火畸变愈大,因而柴油淬火畸变大于32号汽轮机油。因此,生产中发生的400-100mmGCr15钢量块尺寸明显缩小,主要原因是采用的淬火介质轻柴油冷却速度快,内应力大引起畸变过大造成的;淬火介质改用32号汽轮机油后,量块调质后尺寸缩小量完全满足技术要求;降低工件淬火温度,可明显减少工件淬火畸变。

工件在热处理过程中受多方面因素的影响,不可避免的会产生一些缺陷,这些缺陷轻则降低工件的使用寿命,重则造成工件报废。本文简单分析了量块长度缩小的原因及其改进工艺,许多厂家采用上述改进工艺后,生产出的量块质量良好,满足了其工作要求。

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