车间来了两件主轴要求渗碳淬火，硬度整高了...

作者：葛花荣，周峰

单位：中冶陕西重工设备有限公司

来源:金属加工(热加工)杂志

最近热处理车间来了两种材料18Cr2Ni4WA主轴要求渗碳淬火，外圆点标记硬度要求58~62HRC，层深1.8～2.0mm，内孔硬度要求大于48HRC。碳化淬火后硬度高，校直难度大，增加开裂风险。工件的主要尺寸如图1所示。

图 1

1.渗碳

如图2所示。

图 2

该工件渗碳前留量及渗碳后变形量如表1所示。

表 1

                                               mm mm 2.5±0.1 10±0.2

实际渗碳层深3.5mm，渗碳后进行两次高温回火，目的是聚集碳化物，减少后续淬火的残留奥氏体，提高淬火时的硬度；碳化后变形大，工件校准直到1mm其他部位以渗碳外圆为基准加工。

2.淬火

由于零件中间有通孔，孔径小，淬火时内孔压力过大，操作人员和油箱存在不可避免的危险。现采用水淬油冷却工艺，严格控制水淬时间和出油时工件温度。淬火后应及时矫直，避免回火后残留奥氏体硬度和低回火温度的低，增加矫直风险。

水淬油冷却时不能使用渗碳炉托盘，因为多次渗碳后托盘水淬时容易开裂，所以为了减少淬火后的变形，我们决定在右端φ175mm起吊尺寸，工装如图3所示。

图 3

注：主轴小径端从尺寸上φ200mm穿下，通过φ90mm双孔穿杠起吊淬火。

淬火工艺如图4所示。

图 4

第一次淬火，水冷时间压缩到1min，油冷8min，淬火后的变形和校直如表2所示。

表 2

                                               φ175mm位置 左端/mm mm mm 0.5 1.1 0.7 0.1 0.35 0.1

该工件160℃×15h回火后，硬度只有50~52HRC，之后将该件-80℃×3h冷处理，140℃×15h 消除应力后，硬度可达57HRC。

由于第一件淬火后实测硬度较低，第二件水冷时间增加到1.5min，油冷8min，淬火后变形如表3所示。

表 3

                                               φ175mm 位置mm mm mm 0.6 1.5 0.8 0.1 0.30 0.1

该件160℃×15h回火后，硬度只有52~54HRC，之后将该件-80℃×3h 冷处理，140℃×15h 消除应力后，硬度可达57~61HRC。

3.结果分析

(1)虽然硬度略低于图纸要求，但差别不大，因为碳化物与其他碳化物相比具有耐磨性，因此不影响后续使用。

(2)从这两个工件的渗碳淬火过程中积累了这种材料的后续渗碳淬火经验。

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               声明:本文观点仅代表作者本人，搜狐号是信息发布平台，搜狐只提供信息存储空间服务。