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Proceso de temple y revenido del vástago del pistón: proceso de templado por inducción de frecuencia media VS templado en horno de resistencia con carro

A. La tecnología de templado por inducción del vástago del pistón.

El proceso de templado y revenido del vástago del pistón solía calentarse mediante un horno de resistencia de carro o de caja común, que no solo consume mucho tiempo y mano de obra en la producción real, sino que también dificulta cumplir con el tiempo de entrega y la calidad del producto. clientes. Con la tendencia de desarrollo de la industria moderna, la aplicación de la tecnología de calentamiento por inducción en el tratamiento térmico es cada vez más extensa y el alcance de la aplicación también se está expandiendo. El equipo de calentamiento por inducción no solo puede lograr el objetivo de ahorro de energía, reducción de emisiones, alta calidad y alta eficiencia, sino también hacer que la calidad del producto y el control de costos en el mercado alcancen un cierto nivel. El énfasis de este documento es comparar y analizar la estructura y el rendimiento del vástago del pistón después del templado y revenido con el horno de resistencia de carro y el equipo de calentamiento por inducción de frecuencia intermedia.

B. Composición química del 42CrMo

42CrMo es un material ampliamente utilizado para el vástago del pistón. El acero 42CrMo es un acero de ultra alta resistencia, con alta resistencia y tenacidad, buena templabilidad, sin fragilidad de templado evidente, pequeña deformación durante el enfriamiento, tratamiento templado y revenido después de un límite de fatiga más alto y anti-múltiple capacidad de impacto, tenacidad al impacto a baja temperatura, resistencia a la fluencia a alta temperatura y resistencia duradera. La composición química del acero 42CrMo se muestra en la Tabla 1.

C. Proceso de temple y revenido del vástago del pistón de 42CrMo

Para el vástago del pistón de 42CrMo (como se muestra en la FIG. 1), se desarrollaron un proceso de templado por inducción de frecuencia intermedia y un proceso de templado por horno de resistencia con carro ordinario, respectivamente.

Tabla 1: Proceso de templado y revenido del vástago del pistón de 42CrMo (% de fracción de masa)

Proceso de temple y revenido del vástago del pistón de 42CrMo

1. Proceso de templado por inducción de frecuencia media

De acuerdo con el tamaño de la parte real, elección razonable, el diámetro de la bobina de inducción es de 90 mm, la bobina de inducción de enfriamiento 6, la bobina de inducción de templado cinco, usa una fuente de alimentación de frecuencia intermedia de 500 kW, el templado de enfriamiento UTILIZA una fuente de alimentación de frecuencia intermedia de 300 kW, refrigeración con 7.5 kW círculo hidráulico impulsado por bomba centrífuga, y use una torre de enfriamiento de agua de 50 t, asegúrese de que la temperatura del agua no supere los 40 ℃, material de arriba hacia abajo para el dispositivo neumático y el interruptor de proximidad, realización de alimentación y descarga automáticas.

Diagrama esquemático del vástago del pistón 42CrMo

Figura 1. Diagrama esquemático del vástago del pistón de 42CrMo

A través de la alimentación automática → calentamiento por inducción → enfriamiento (enfriamiento) → calentamiento por inducción (revenido) → alimentación automática y operación continua de la línea de producción para completar todo el proceso de enfriamiento y revenido.

(1) La alimentación automática colocará las piezas en la parte superior de la mesa de alimentación manualmente y las enviará al dispositivo de alimentación por rotación.

(2) A través de la operación constante del dispositivo de transporte, las partes se envían a la bobina de inducción de enfriamiento y las partes se precalientan → medición de temperatura → aumento de temperatura → medición de temperatura el control de temperatura se lleva a cabo a través del termómetro infrarrojo estacionario, a fin de alcance la temperatura de enfriamiento e ingrese al dispositivo de rociado de agua a alta presión para enfriar y completar el proceso de enfriamiento.

(3) Después del templado, las partes enfriadas se alimentarán a la bobina de inducción de templado para templar a través de la operación constante y rápida del dispositivo de transporte, y luego al área de corte.

(4) Las piezas de obturación automática ingresan a la plataforma de obturación automática para su enfriamiento.

La curva del proceso de templado por inducción de frecuencia intermedia se muestra en la Figura 2.

Curva de templado por inducción de frecuencia media del vástago del pistón de 42CrMo

Figura 2: Curva de templado por inducción de frecuencia media del vástago del pistón de 42CrMo

En el proceso de producción real, la temperatura de enfriamiento es de 860 ℃ medida por un termómetro infrarrojo fijo durante el enfriamiento. La frecuencia intermedia es 2.5khz, la potencia es 310kW, la temperatura de templado es 600℃, la frecuencia intermedia es 2.7khz, la potencia es 105kW y la velocidad es 4min/m.

2. Proceso general de templado del horno de resistencia del carro.

Elija un horno de resistencia con carro de 150 kW de longitud y 6 m para temple y revenido, precalentamiento del horno de resistencia con carro primero, después de las piezas en el horno, calentamiento a la temperatura de templado conservación del calor y luego templado en una solución acuosa de cloruro de sodio al 8%, con agua tibia agua (debido al equipo limitado, no hay una piscina de aceite tan grande), después de esperar el enfriamiento, la prueba de dureza, determine su horno de resistencia, la temperatura de templado en el automóvil. La curva del proceso se muestra en la Figura 3.

Curva de proceso de templado en horno de resistencia del carro de vástago de pistón 42CrMo

HIGO. 3: Curva del proceso de templado del horno de resistencia del carro del vástago del pistón 42CrMo

Durante el proceso de revenido, se debe tener en cuenta que el tiempo de revenido y conservación del calor debe ser suficiente para que la pieza de trabajo esté completamente austenizada; Debe enfriarse previamente durante el enfriamiento rápido para evitar que la pieza de trabajo se agriete; Verifique si el control de temperatura del horno es preciso, coloque la pieza de trabajo en el centro del horno sin problemas, haga que la pieza de trabajo se caliente uniformemente para obtener la estructura de control de temperatura ideal.

D. Datos de prueba y análisis

1. La dureza

Después de la inducción de frecuencia media templada y templada y el horno de resistencia del carro, en el medio de la varilla del pistón en una prueba de dureza, prueba de dureza usando un probador de dureza Rockwell de escritorio, figura 4 para la muestra después del endurecimiento por inducción de frecuencia media, longitud de 50 mm , la figura 5 es la muestra después del horno de resistencia del tratamiento de acondicionamiento, un plano de procesamiento de torno, con arena. Los datos de dureza después de dos tratamientos de revenido diferentes se muestran en la Tabla 2.

Piezas de acondicionamiento de inducción de frecuencia intermedia

Figura 4: Piezas de acondicionamiento de inducción de frecuencia intermedia

Partes de un horno de resistencia de carro templado y revenido

Figura 5: Partes de un horno de resistencia con carro templado y revenido

Tabla 2: Datos de dureza de las piezas después de diferentes templados

Datos de dureza de las piezas después de diferentes templados

2. Estructura metalográfica

A la mitad del radio de la muestra, las muestras se corroyeron con una solución de nitrato de alcohol al 1% y se observaron las estructuras metalográficas de las muestras después de dos tratamientos de templado diferentes con un microscopio metalográfico de 2 pliegues.FIG. 4 muestra la estructura metalográfica después del tratamiento de templado y revenido por inducción de frecuencia media, y la FIG. 500 muestra la estructura metalográfica después del tratamiento de templado del horno de resistencia en el carro.

Estructura metalográfica tras tratamiento de acondicionamiento por inducción de media frecuencia.

Figura 6: Estructura metalográfica después del tratamiento de acondicionamiento por inducción de frecuencia media

Estructura metalográfica de un horno de resistencia con carro después de templado y revenido

HIGO. 7: Estructura metalográfica de un horno de resistencia con carro después de templado y revenido

3. Análisis de los resultados de las pruebas

(1) El vástago del pistón tiene mejores propiedades mecánicas y uniformidad de dureza después del tratamiento de templado por inducción de frecuencia intermedia, que se debe principalmente a la rápida velocidad de calentamiento por inducción, el corto tiempo de conservación del calor y el tamaño de grano más pequeño.

(2) se puede ver en la microestructura: dos formas diferentes de tratamiento templado y revenido recibido para templar la matriz de microestructura orbital y una pequeña cantidad de ferrita, tamaño de grano de sorbato nivel a nivel 4, hacen que el material tenga alta resistencia y buena plasticidad , es garantizar que el vástago del pistón después de templado y revenido con un excelente rendimiento integral.

(3) La velocidad de calentamiento del templado por inducción de frecuencia media es rápida, lo que puede duplicar la productividad del equipo de calentamiento y puede formar una línea de producción continua con otros equipos de proceso; Tiempo de calentamiento corto, alta eficiencia, la eficiencia del equipo de calentamiento por inducción puede alcanzar el 60% ~ 70%, la eficiencia de calentamiento del horno de resistencia es solo del 40%; Horno de calentamiento por inducción, debido a la pequeña pérdida de disipación de calor, la temperatura del taller se reduce considerablemente, el calentamiento por inducción no produce humo ni humo, el entorno de trabajo del taller se purifica y las condiciones de trabajo del taller mejoran; El tiempo de calentamiento es corto y la tendencia a la oxidación y descarburación es pequeña.

E. Conclusión

A partir de la prueba anterior, se puede ver que se adopta el tratamiento de templado y revenido por inducción de frecuencia media, con una velocidad de calentamiento rápida y un tiempo de conservación del calor corto. Después del tratamiento de templado, el material tiene un grano fino, alta resistencia y básicamente no tiene capa de descarburación. Con el dispositivo de transmisión mecánica, el vástago del pistón puede realizar todo el calentamiento uniforme, por lo que no es fácil de deformar después del enfriamiento, sin enderezar puede lograr una mayor flexión.

Diagrama de temple y revenido de calentamiento por inducción de frecuencia intermedia

Diagrama de temple y revenido de calentamiento por inducción de frecuencia intermedia

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