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大型铸件的热处理工艺设计

时间:2018-01-17? 来源:青岛丰东热处理 ?编辑:青岛丰东热处理 点击: 次
        大型铸钢件的强度与锻钢件接近,而且没有氢的危害问题;但有其不足之处,如塑性和韧性较差,且内部组织和化学成分不均匀,导热性较差,甚至存在一定的铸造缺陷等。因此,热处理工艺设计时,应考虑到大型铸件的这些弱点带来的不利影响,如因晶粒粗大和铸造缺陷可能引发热处理裂纹,成分不均匀带来性能不均匀等。
        大型铸件的热处理方法主要有预备热处理的扩散退火、软化退火、去应力退火和最终热处理的正火和中、低回火,以及淬火和高温回火(调质)等。确定热处理工艺参数时,可参考相同钢号的过冷奥氏体等温转变图、过冷奥氏体连续冷却转变图和淬透性曲线等。下面,以实例先容大型铸件的热处理工艺设计。
        (1)零件名称和所用材料大型齿轮轴所用材料为ZG35CrMoV。
        (2)零件用途及结构特点该大型齿轮轴用于150t炼钢转炉炉体的90°翻转。其结构参数:直径为Φ850~Φ1050mm,长度为3870mm,重量为24.5t,为不等截面的阶梯轴。
        (3)工作状态和承载特点从零件结构和用途以及所用材料特点中,可以看出该大型齿轮轴的承载特点为低速重载。因此,该齿轮轴要求具有足够的强度(扭转应力、弯曲应力、切应力与对应的强度比值均不得大于0.55),并具有一定的塑性和韧性等良好的综合力学性能。
        (4)热处理工艺性分析该齿轮轴作为低速运转的重载零件以强度为主,兼备一定的韧性和塑性。因此,用ZG35CrMoV钢制造可以满足使用性能要求。同时,ZG35CrMoV钢比同样成分的35CrMoV锻钢的原料成本和加工费用低很多。不过,热处理工艺设计时应考虑到铸态成分和组织的不均匀性会带来性能的不均匀。另外,由于大型铸件存在一定的内部缺陷,热处理加热和冷却过程易于产生较大内应力,甚至裂纹,因此,各种热处理的加热速度和冷却速度均应重点考虑。如果最终热处理是淬火和回火,则淬火前应进行充分退火;如果是调质状态下使用,则调质的淬火加热温度可适当降低些。
        (5)热处理工艺方法和工艺参数的设计
        1)热处理工艺方法的确定:为了改善铸态成分和组织的不均匀性,应进行均匀化退火;将调质处理作为该齿轮轴的最终热处理,以获得285~269HBW的硬度较适合其使用性能。
        2)大型齿轮轴的制造工艺路线:均匀化退火→热轧→正火+高温回火→机械粗加工→调质→机械精加工→成品。
        3)热处理工艺参数的设计
        4)所用设备:上述各项热处理工艺方法在RT-90-10型台车式电阻炉中进行。
        5)处理结果:表面硬度为285~269HBW。
      

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