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機(jī)械零件在安晟箱式爐中快速加熱實(shí)例分析一、箱式爐中快速加熱參數(shù)的確定
(1)爐溫的確定 在箱式爐中采用快速加熱時(shí),考慮電阻絲使用壽命,一般將爐溫規(guī)定在920~940℃(電阻絲為鉻鎳材料)、940~960℃(電阻絲為鐵鉻鋁材料)或960~980℃(電阻絲為含鈮、鉬等合金成分的材料)。
(2)裝爐量的確定 裝爐量一般根據(jù)爐子功率和使用面積確定。其原則是:*工件裝爐前爐壁表面已達(dá)到規(guī)定溫度,且每次裝爐后爐溫均能很快恢復(fù)到規(guī)定溫度。假如裝爐量過大與爐子功率不匹配,將導(dǎo)致爐溫長時(shí)間不能恢復(fù),影響時(shí)間計(jì)算的正確性。大批生產(chǎn)時(shí),可“化整為零”分批連續(xù)進(jìn)行。
(3)加熱時(shí)間的確定 快速加熱時(shí)間,一般根據(jù)工件截面有效尺寸進(jìn)行計(jì)算,并結(jié)合實(shí)際情況及以往經(jīng)驗(yàn)確定。
1)單件快速加熱的時(shí)間,可按下式計(jì)算: t=ad(4-1)
式中 t ——快速加熱時(shí)間(s);
a——快速加熱時(shí)間系數(shù)(s/mm);
d——工件的有效直徑或厚度(mm)。
在箱式爐中,工件有效直徑或厚度小于100mm,快速加熱時(shí)間系數(shù)a為25~30s/mm;工件有效直徑或厚度大于100mm,快速加熱時(shí)間系數(shù)a為20~25s/mm。按式(4-1)計(jì)算出快速加熱時(shí)間,應(yīng)根據(jù)確定的爐溫高低適當(dāng)調(diào)整,并通過工藝驗(yàn)證后確定。
2)零件批量生產(chǎn)時(shí),快速加熱時(shí)間除按式(4-1)計(jì)算外,應(yīng)根據(jù)裝爐量(m)、裝爐密度及擺放方式另附加一定時(shí)間:m<1.5kg時(shí),不附加時(shí)間;m= 1.5~3.0kg時(shí),附加15.30s;m=3.0~4.5kg時(shí),附加30~40s;m=4.5~6.0kg時(shí),附加40~55s。
二、機(jī)械零件在安晟箱式爐中快速加熱舉例
實(shí)例1 機(jī)車車輛彈簧的快速加熱淬火。用直徑為φ32mm的55Si2鋼條熱卷制的機(jī)車車輛圓簧,要求硬度為40~45HRC??焖偌訜岽慊鸷突鼗鸩倏v過程:在960~980℃溫度下加熱12min(按加熱系數(shù)20~25s/mm計(jì)算)后浸進(jìn)油中冷卻。經(jīng)480~500℃、60min回火空氣冷卻。
處理結(jié)果:淬火后同爐試棒(同種材料、同種規(guī)格)的金相組織為細(xì)針馬氏體;表面脫碳層深度由原來普通加熱的0.5mm降低0.1mm左右;硬度和彈性均合格。
實(shí)例2 汽車羊角軸的快速加熱淬火。圖1所示為40CrMoA鋼制作的汽車羊角軸。要求硬度為25~30HRC。
操縱過程:在960~980℃爐中加熱18min(以φ52mm為基數(shù),加熱系數(shù)取21s/mm),立即在油中冷卻。經(jīng)540~560℃、120min回火后浸進(jìn)水中冷卻。
處理結(jié)果:淬火后試樣金相組織為馬氏體+托氏體;硬度為49~50HRC?;鼗鸷笥捕葹?7~30HRC。同爐試棒抗拉強(qiáng)度為830~840MPa;沖擊韌度為117J/cm2。
值得指出,端部螺紋淬火前用石棉繩包扎好,或者熱處理后再進(jìn)行加工。
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