Resumen: Este documento analiza los diversos factores que influyen en la deformación por tratamiento térmico de engranajes y señala que la deformación por tratamiento térmico de las piezas de engranajes se ve afectada principalmente por muchos factores, como la estructura de la pieza, el material, la forja, el mecanizado, la tecnología de tratamiento térmico y el equipo.
Una breve introducción del tratamiento térmico de cementación.
El eje y se usa comúnmente en engranajes de automóviles después de forjar, normalizar, mecanizar, cementar y templar y templar el tratamiento térmico, conseguir una alta dureza de la capa cementada y el núcleo de la organización, tiene buenas propiedades mecánicas integrales de estas organizaciones, así como la tensión residual después del enfriamiento en la propiedad mecánica del eje y el engranaje tiene un papel decisivo. En la actualidad, el tratamiento térmico de cementación se usa ampliamente en nuestra empresa, y también es un proceso de tratamiento térmico relativamente maduro. El propósito de la cementación es obtener una capa superficial con alto contenido de carbono, así como un núcleo con bajo contenido de carbono, para garantizar la alta plasticidad y tenacidad del núcleo, la alta dureza de la superficie, mejorar la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga de la pieza de trabajo
Análisis de la deformación por tratamiento térmico.
1. Factores que influyen en la deformación del tratamiento térmico.
Al mismo tiempo que el tratamiento térmico, se debe cambiar la forma y el tamaño de las piezas, lo cual es el resultado de la acción conjunta de la tensión tisular, la tensión térmica y la gravedad. Tanto el estrés estructural como el estrés térmico son estrés del tratamiento térmico, y el estrés estructural se refiere al estrés causado por las diferentes transformaciones de las diferentes partes durante el tratamiento térmico debido al diferente enfriamiento de cada parte. El estrés térmico es el estrés causado por la expansión desigual del calor y la contracción del frío causada por la diferencia de temperatura de cada parte de la pieza de trabajo. Durante el enfriamiento, existen principalmente dos tipos de deformación de las piezas: la deformación de la forma geométrica, principalmente la deformación del tamaño y la forma, causada por el estrés del enfriamiento; La deformación del volumen es principalmente la expansión o reducción del volumen de la pieza de trabajo en proporción, que es causada por el cambio de volumen específico durante la transición de fase.
Hay muchos factores que afectan el tratamiento térmico de las piezas. El proceso de enfriamiento por deformación se acaba de liberar. La deformación por tensión potencial de las piezas, y la tensión potencial por deformación se acumula en todo el proceso de procesamiento de piezas, se puede resumir como la composición química del material, forja. proceso de la temperatura de forja, velocidad de enfriamiento después de la forja, proceso de mecanizado de velocidad de alimentación, velocidad de corte, cantidad de alimentación, forma de sujeción, en el proceso de tratamiento térmico velocidad de calentamiento, velocidad de enfriamiento, temperatura de calentamiento y otros factores. El proceso de tratamiento térmico es el proceso final, y todos los procesos anteriores enterrarán las semillas para la deformación por tratamiento térmico de las piezas. Por lo tanto, el estudio de la deformación por tratamiento térmico no puede estudiar únicamente el proceso de tratamiento térmico en sí, sino que debe centrarse en la estructura de las piezas, los materiales y todos los procedimientos de procesamiento de las piezas.
2. Proceso de recocido
Los procesos en los que los metales fuera del equilibrio se calientan a una temperatura más alta, se mantienen durante un cierto período de tiempo y luego se enfrían lentamente para producir un tejido cercano al equilibrio se denominan colectivamente recocido. El propósito del recocido es uniformar la composición química, mejorar las propiedades mecánicas y las propiedades del proceso, eliminar o reducir la tensión interna y proporcionar una estructura interna adecuada para el tratamiento térmico final de las piezas.
3. Completar el proceso de enfriamiento.
El acero subeutectoide o sus componentes se calientan a una temperatura superior a Ac3 y luego se enfrían a una velocidad de enfriamiento mayor que la velocidad de enfriamiento crítica para obtener la estructura de martensita. El tratamiento térmico para mejorar la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste se llama enfriamiento completo.
Ejemplo de prueba de deformación por tratamiento térmico de tres partes
Nuestra empresa produce una especie de piezas de engranajes. El proceso tecnológico de esta pieza es el corte → forjado → normalización → rectificado → tallado → inserción de ranuras → afeitado → cementación → templado → templado → granallado → rectificado de bordes → cara final y orificio interior del automóvil. El material es 8620RH, los requisitos de la tecnología de tratamiento térmico son: profundidad de la capa de enfriamiento de 0.84 ~ 1.34 mm, dureza de la superficie de 58 ~ 63HRC, dureza del corazón de 30 ~ 45HRC, estructura metalográfica en línea con el estándar TES-003.
La producción de piezas es más grande, la cuerda se pone en preparación, la grande (219.2 ~ 219.45 mm) de diámetro, el grosor de la pared es delgado (27.05 mm) y la estructura no es completamente simétrica, es decir, el lado de la curva del orificio de diámetro pequeño, y Aparte de la cara de la estría interna de gran diámetro, conduce a las dos partes de la estructura de la cara del extremo A y B (extremo), las características de la tendencia de la deformación térmica son inconsistentes.
A fines de 2016, el error de descentramiento de la cara curvada (el proceso requiere un valor de descentramiento de la cara posterior caliente ≤0.06 mm) del producto terminado después de un tratamiento térmico repentino, lo que resulta en el error de descentramiento de la forma y el diente del tambor. Ángulo de dirección. Para las piezas restantes de este lote que han sido forjadas y procesadas por la máquina de frente caliente, la prueba temporal y el proceso de ajuste se llevan a cabo en el proceso de tratamiento térmico para controlar la deformación térmica al máximo y reducir la tasa de fallas. de las partes
1. Tecnología original de tratamiento térmico de piezas.
El equipo de tratamiento térmico original utilizado para las piezas es el horno continuo de fondo rotatorio de anillo de estación AICHELIN42, conjunto de preoxidación, cementación, enfriamiento rápido, limpieza, templado en uno. La carburación UTILIZA nitrógeno y metanol como atmósfera básica, acetona como agente de enriquecimiento, según la teoría de la atmósfera de nitrógeno-metanol, la relación de suministro es metanol: nitrógeno = 1 l/h: 1.1 m3/h, valor de contenido de CO conjunto de instrumentos 20 % . El proceso de tratamiento térmico original es el siguiente: preoxidación → cementación → enfriamiento rápido con aceite → limpieza y templado.
2. Prueba temporal, proceso de ajuste y análisis de resultados del proceso de tratamiento térmico.
(1) Agregue el proceso de recocido y el análisis de resultados.
Se adopta el recocido a alta temperatura, el proceso de recocido se establece en 400 ℃ durante 2 h, enfriamiento por aire con enfriamiento del horno a 350 ℃ y luego cementación y enfriamiento. Los valores de salto final antes y después del calentamiento se midieron uno a uno.
La deformación térmica promedio del deslizamiento final de las piezas de cementación recocidas es de 0.033 mm, pero los datos de prueba son demasiado pequeños, por lo que son solo para referencia.
(2) Ajustar los parámetros de mezcla de extinción y el análisis de los resultados.
La premisa para ajustar los parámetros del proceso de tratamiento térmico es garantizar que las piezas cumplan con los requisitos del diseño de los indicadores técnicos del tratamiento térmico. Para el proceso de enfriamiento general, el estado más ideal de las piezas terminadas con una transformación de fase de martensita de tiempo de fraguado de velocidad de mezcla rápida, y en el siguiente tiempo de fraguado de velocidad de agitación lenta para reducir la velocidad de enfriamiento para reducir la deformación de las sentinas de calor contracción en frío, tal capacidad para garantizar indicadores técnicos completos de tratamiento térmico al mismo tiempo para reducir la deformación térmica de las piezas. Reduzca el tiempo de agitación de extinción rápida a 45 s y la velocidad de agitación de extinción lenta a 700r/min, y ajuste la agitación de extinción.
Después de ajustar la agitación, los resultados de la medición del salto final de las piezas antes y después del tratamiento térmico muestran que el salto final de deformación en caliente promedio de las piezas después de ajustar los parámetros de mezcla de enfriamiento es de 0.057 mm, que es menor que el final de deformación en caliente promedio salto de las partes después de usar los parámetros de mezcla de enfriamiento originales. Sin embargo, la mayoría de sus saltos de back-end en caliente superan los requisitos técnicos, y la desviación estándar de los saltos de back-end en caliente es 0.015.
(3) Agregue el proceso de recocido + ajuste los parámetros y el análisis de mezcla de enfriamiento
Basado en los dos tipos anteriores de la prueba (aumento después del proceso de recocido menos salto final de deformación térmica (0.033) y ajuste los parámetros de mezcla después de la deformación en caliente salto final de enfriamiento alto volumen (0.057), pequeño discreto (0.015)), los dos métodos utilizado en las partes del lote al mismo tiempo, las partes antes del recocido, después de usar parámetros de mezcla ajustados para carburación y enfriamiento, observe las partes de deformación térmica de salto lateral.
A. Uso del horno de templado a alta temperatura para el proceso de recocido + parámetros de mezcla de enfriamiento rápido: uso del horno de templado a alta temperatura para el proceso de recocido, luego revuelva con el ajuste de los parámetros de enfriamiento para el proceso de cementación y enfriamiento, antes y después de los resultados de la medición del salto lateral del tratamiento térmico como se muestra en La figura 5 muestra que el salto de la parte trasera en caliente se ajusta a los requisitos del proceso, la cantidad promedio de salto final de deformación térmica de 0.034 mm, la desviación estándar de salto de la parte trasera en caliente de 0.018.
B. El horno anular se utiliza para el proceso de recocido + ajuste de los parámetros de enfriamiento y agitación: considerando el problema de logística de transporte, se optimiza aún más el proceso de tratamiento térmico, se realiza un proceso de recocido en la zona de preoxidación del horno anular, según Según los requisitos del proceso de recocido, la cementación se lleva al horno principal después de mantener la temperatura a 400 ℃ durante 2 horas, y los parámetros de agitación se ajustan al mismo tiempo. Los resultados de la medición del salto final antes y después del tratamiento térmico de las piezas muestran que el salto térmico posterior se ajusta a los requisitos tecnológicos. El valor promedio del salto final de la deformación térmica es de 0.036 mm y la desviación estándar del salto térmico posterior es de 0.017.
C. Para más de 4 tipos de proceso de ajuste fino con el proceso original en comparación con los resultados y su deformación térmica, conocido solo en el proceso de enfriamiento de los parámetros de mezcla, el valor de salto de la parte trasera caliente es mayor, es mayor que el aumento en los parámetros de mezcla de recocido + templado de los tipos de proceso, elija tipos de procesos de recuperación después de la clase, teniendo en cuenta la viabilidad de la fabricación, el recocido de la zona de oxidación del horno anular + el tipo de proceso de ajuste del parámetro de agitación es mejor que el del horno de templado de alta temperatura El recocido + el ajuste del parámetro de agitación tipo de proceso.
Adoptando la tecnología de remediación optimizada: el recocido de la zona de preoxidación del horno anular + ajuste del parámetro de agitación, la producción de las partes restantes de este lote, la tasa de piezas defectuosas del 30% al 6% repentino, reduciendo en gran medida la tasa defectuosa, efectivamente reduciendo la pérdida económica para la empresa.
D. Conclusión
Agregar el proceso de recocido y ajustar los parámetros de enfriamiento después de la cementación y el enfriamiento puede mejorar de manera efectiva la deformación de las piezas después del tratamiento térmico y proporcionar una tecnología de reparación factible para problemas similares posteriores. Pero la deformación del tratamiento térmico de las piezas no solo se puede resolver por completo mediante el ajuste del proceso de tratamiento térmico, antes de que el tratamiento térmico de cada proceso cause un cierto impacto en la deformación del tratamiento térmico final, la conformidad del producto final necesita que todos los procesos coordinar, cooperar entre sí, para encontrar el proceso adecuado, a fin de mejorar la tasa calificada de piezas, para garantizar la calidad del producto.
