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新型淬火冷却介质在工业中的应用:体育押注app

2021-10-01 06:21 已有人浏览
本文摘要:新型淬火冷却介质在工业中的应用 作者:姚继洪 单元:好富顿(上海)高级工业介质有限公司 来历:《金属加工(热加工)》杂志 热处置惩罚实践中常用的淬火冷却介质主要有淬煤油和淬火液。跟着机能要求的提高,越来越多的具有差别冷却机能体现的淬火冷却介质被不停地应用到各类工件的热处置惩罚中。比方:更高淬硬能力的快速淬煤油、高冷速的马氏体等温分级淬煤油以适应低淬火畸变和更高心部机能的大模数齿轮淬火的要求,以及新型聚合物水剂淬火液用于大型中碳合金布局钢工件的调质淬火中。

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新型淬火冷却介质在工业中的应用 作者:姚继洪 单元:好富顿(上海)高级工业介质有限公司 来历:《金属加工(热加工)》杂志 热处置惩罚实践中常用的淬火冷却介质主要有淬煤油和淬火液。跟着机能要求的提高,越来越多的具有差别冷却机能体现的淬火冷却介质被不停地应用到各类工件的热处置惩罚中。比方:更高淬硬能力的快速淬煤油、高冷速的马氏体等温分级淬煤油以适应低淬火畸变和更高心部机能的大模数齿轮淬火的要求,以及新型聚合物水剂淬火液用于大型中碳合金布局钢工件的调质淬火中。本文枚举了几种新型淬火冷却介质(MT 240、MT 2565和AQ 251及AQ 140)在实际工件中的应用,成果表白这些淬火冷却介质具有优异的冷却机能并得到了抱负的工件机能。

按冷却时是否具有物态的改变,可将淬火冷却介质分为两类:一类是不具有物态改变的冷却介质,比方气体和固体;另有一类是具有物态变化的,比方水和油。这一类介质也是今朝应用最遍及的淬火冷却介质。专业的制品矿物油基淬煤油根据差别的使用适应性又有快速淬煤油和马氏体等温分级淬煤油之分。

多种聚合物水剂淬火液按其聚合物种类的差别,其冷却特性的体现可满意从普通碳钢到高合金钢的热处置惩罚淬火冷却的需要。1.淬火冷却机制与冷却特性 工件在淬煤油或淬火液中冷却时,跟着温度的下降,淬火冷却介质一般会体现出蒸汽膜、沸腾和对流三个差别阶段(见图1),而且在整个冷却中出现出一种持续的历程。(a)一个有物态改变的淬火冷却介质与温度的关系 展开全文 (b)实际冷却历程 图 1 事实上,淬火是一个热量的转移历程,而且这种转移速度在这三个阶段中是差别的,个中最快的是沸腾阶段。

研究表白,冷却中的润湿历程对介质的热量转移起着很重要的感化,且与冷速存在着对应关系(见图2 )。介质润湿的动力学可以用液相在固相外貌的打仗角θ (θ = cos -1 (γSL-γSL)/γLV)来表征,且与三相之间的外貌能与外貌张力有关。介质润湿的运动学涉及蒸汽膜的分裂和润湿速度或润湿的距离时间。

影响介质润湿运动学的主要因素有液相介质的温度、搅拌或流动速度、介质中的添加物及液相介质的特性,还和实际工件的身分和传热性质、工件的几何形状和尺寸、实际工件的外貌性质等有关。图2 添加有添加剂的淬煤油润湿角与冷速之间的关系 采纳切合ISO 9950尺度的IVF冷却特性检测仪(见图3)可以对淬火冷却介质的冷却特性举行检测,并可比力各类淬火冷却介质的机能不同及对使用中的变化做呈现状阐发。

图4显示的冷却特性曲线表白,几种新型淬煤油存在着明明的冷却速度的区别。图3 IVF冷却特性检测仪 图4 具有差别冷速的淬煤油冷却特性曲线 (左:MT 355;中:MT 240;右:HQ G) 2.马氏体分级淬煤油应用实例 常见的汽车齿轮热处置惩罚工艺主要是渗碳淬火,以得到外貌高硬度、高耐磨机能,同时心部具有必然的强度和韧性。

跟着对齿轮精度的要求提高,一种可行的热处置惩罚冷却方法是在高油温(某些环境下允许高达180℃以上)条件下举行淬火冷却,以最大水平减少齿轮的淬火畸变对精度损失的影响。技能上为适应这种比力苛刻的使用条件限制的方法之一,是对淬煤油的基础油提出更高的要求,即接纳高度精制的石蜡基础油,同时添加特殊的抗氧化剂和润湿剂。第二种方法是思量到为满意大模数齿轮但愿得到较高心部机能的要求,因此可有针对性地赋予马氏体等温淬煤油靠近于快速淬煤油的高冷速(见图4)。

以MT 2565和MT 240为代表的淬煤油等于为适应以上两种使用条件的新型马氏体等温分级淬煤油。表1别离列出了MT 240、MT 355和HQ G淬煤油冷却机能的对比。表1 马氏体等温淬煤油和快速淬煤油的冷却机能对比 淬煤油 单元 MT 240 HQ G MT 355 Maximum Cooling Rate ℃/s 85 98 78 Temp. at Max. Cooling Rate ℃ 604 600 602 Cooling Rate at 300℃ ℃/s 4 5 4 Time to 600℃Time to 400℃Time to 200℃ s 7.512-- 7.21146 7.814-- 比力由22CrMoH建造的太阳轮和行星轮,渗碳后经MT 2565马氏体分级淬煤油淬火的齿轮心部硬度表白,与尺度的齿轮淬火用马氏体等温淬煤油MT 355比拟具有极其靠近的心部硬度(见表2),但齿轮精度的损失更小,齿轮公法线处变形量为0.03~0.04mm、齿向变形量0.01~0.02mm、齿圈径向圆跳动可节制在0.01~0.02mm。表2 MT 2565与MT 355对经沟通工艺处置惩罚的齿轮心部硬度的比力 油品 心部硬度HRC 太阳轮 行星轮 MT 2565(155℃) 40.0、39.2 38.4、37.1 MT 355(110℃) 43.5、44.0 41.2、42.4 阐发沟通质料建造的汽车变速箱主动及从动齿轮的金相组织表白, MT 2565获得马氏体2~3级的外貌渗碳层和低碳马氏体及少量贝氏体构成的心部组织(见图5、图6)。

图5 主减速齿面渗碳层组织(500x) 图6 主减速齿心部组织(回火马氏体+贝氏体+少少量游离铁素体)(500x ) 操纵MT 2565淬煤油的高闪点用于奥贝球铁齿轮的等温淬火,以高达240℃的使用油温替代传统的硝盐淬火,具有制造成本低、对情况污染风险小和齿轮淬火畸变小的特点。经持续7年的使用,MT 2565分级淬煤油可得到匀称的50HRC阁下的外貌硬度、以及主要由凌驾80%以上的下贝氏体和少量马氏体及残留奥氏体所构成的4级以下的金相组织。

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对接纳碳氮共渗处置惩罚的汽车换挡拨叉、变速箱齿套等的淬火畸变量跟踪阐发证明,使用MT 2565分级淬煤油可取消或减少后续变形校正和精磨工序,同时带来的是改变了本来低质淬煤油易老化、或因变形而致95%以上的零件返工或报废的现象,节约了工序成本。为体现出更高的扭矩,对某些载重车的变速箱齿轮提出了更高的心部硬度要求。操纵具有较高冷速的等温淬煤油MT 240,对由27MnCr5建造的8模数以上的从动弧齿锥齿轮渗碳淬火后的检测成果表白可得到与经HQ G快速淬煤油根基一致的36~37HRC的心部硬度,以及同样优越的心部组织(见图7),但淬火畸变量更小。图8为该齿轮的渗碳层显微硬度梯度。

图7 重载车从动弧齿锥齿轮经MT 240淬火后心部组织 图8 经MT 240淬火的27MnCr5从动弧齿锥齿轮齿面及齿根部位渗碳层显微硬度梯度 3.聚合物水剂淬火液应用实例 运用机动调解聚合物水剂淬火液的浓度而得到差别冷却机能的道理,取代传统的中碳合金钢调质淬火时的油冷或水淬油冷,可得到更深的淬硬层深度。实际应用成果还证明,接纳PAG类的聚合物水剂淬火液可处置惩罚的尺寸也越来越大,工件重量甚至能到达近10t。一个典型事例是如图9所示的大直径曲轴。

操纵8.5%的AQ 251水剂淬火液对主轴颈为600mm的42CrMo曲轴调质淬火,在要求的沟通取样部位获得的成果大大优于原油淬的机能。表3为机能对比,图10为其淬火态下的金相组织。图9 经AQ 251水剂淬火液调质处置惩罚的直径600mm的42CrMo曲轴 表3 AQ 251调质处置惩罚42CrMo大直径曲轴力学机能成果 图10 42CrMo经8.5%浓度的AQ 251淬火态时的组织 图11 沟通浓度下AQ 140与AQ 251高温冷速比力 AQ 140是一种具有更强冷却能力的新型聚合物水剂淬火液代表产物之一。

图11为AQ 140和AQ 251冷却速度的比力。成果显示,在沟通浓度下,AQ 140具有比AQ 251更高的冷速体现。

表4对比了两者在沟通浓度下,对沟通直径的42CrMo圆棒淬火后硬度的区别,而使用快速淬煤油HQ K获得的成果也一并示于表中。表4 沟通浓度下AQ 140和AQ 251对42CrMo圆棒淬火后的硬度比力 离下述间隔处的硬度HRC AQ 140,6% AQ 251,6% HQ K ¢55mm×100mm ¢0mm×100mm 1.0 53.5 54.0 48.0 2.5 55.0 54.5 48.5 4.0 54.0 53.5 46.5 5.5 54.0 53.0 46.5 10.0 50.0 48.5 44.0 14.0 46.5 45.5 43.0 17.5 47.0 44.5 42.0 21.0 46.5 45.0 41.5 24.0 46.0 45.0 42.0 另一个沟通的应用实例是对于大直径转轴的调质处置惩罚。经AQ 140淬火的42CrMo转轴的力学机能成果如表5所示,在满意要求的前提下,探伤查抄成果表白持续两个炉号的转轴无淬火裂纹。

表5 大直径42CrMo转轴AQ 140淬火后力学机能 4.结语 新型马氏体等温分级淬煤油及聚合物水剂淬火液,为齿轮渗碳淬火以及大直径中碳合金钢的调质处置惩罚等工艺上的应用提供了更多的选择。这些淬火冷却介质的应用成果显示,无论在硬度、金相组织和力学机能上都是令人满足的,而且在某些高要求的淬火畸变节制方面,使用较高温度的马氏体分级淬煤油体现更佳。

高的淬煤油使用温度对于马氏体分级淬煤油的基础油提出了更高的要求。接纳经高度精制的石蜡基基础油,并配以高质量的抗氧化和润湿添加剂才能包管高油温条件下耽误淬煤油的老化时间。

具有更强冷却能力的新型聚合物水剂淬火液使用在中碳合金布局钢的调质处置惩罚时,同样能获得满足的力学机能。当与各工序中严格的工艺参数节制相共同时,探伤查抄成果表白并不会呈现裂纹。投稿须知 《金属加工(热加工)》杂志热处置惩罚栏目投稿规模:前沿金属质料研究,先进、实用的热处置惩罚工艺和技能,热处置惩罚装备的开辟,淬火冷却技能,质料丈量与阐发,热温检测与节制,零件失效阐发等。

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