50CrV钢纺织机钢针淬火变形的控制

来源:金属热处理300问作者:网络整理

    制造纺织机钢针的材料为50CrV钢,其形状见图3-100。钢针的热处理技术要求为:热处理后增、脱碳深度≤0. 075mm,弯曲变形量≤0. 15mm,硬度为4550HRC

    热处理工艺850℃加热油淬,400回火空冷,采用盐浴炉与空气电阻炉涂料保护垂直加热,盐浴炉处理的钢针全长弯曲变形量(跳动量)为0. 32mm,空气炉的为变形量为0.60mm,均无法满足≤0. 15mm的工艺要求。

    钢针端头无法加工顶针孔,因此热处理的变形不能用预留机加工余量的方法解决,热处理后不能单独校直,因此只能采用合理的热处理工艺解决该问题。

    3-100    纺织机钢针形状尺寸

    真空热处理的特点为无氧化脱碳、淬火变形小、表面光亮,进行预热可以缩小零件的内外温差,可把加热过程中的变形和开裂控制到最小程度,因此进行真空油淬可以有效解决该工艺问题,其热处理工艺见图3-101

50CrV纺织机钢针的真空热处理工艺曲线

    3-101    50CrV纺织机钢针的真空热处理工艺曲线

    钢针属于特细长零件,50CrV淬火时间应小于15s,才能确保淬火硬度符合技术要求,考虑到其淬火冷却时容易变形的特点,必须设计合适的淬火夹具,以对其淬火变形有良好的控制作用,即将钢针采用钢丝串钢针孔后,固定在合适的钢管外壁上,应确保沿钢管周向排列的间隙最小,具体可参见图3-10250CrV钢针的淬透性高,在油中完全能够获得要求的组织、硬度等,变形量小。应当说明的是,零件的变形多发生在淬火和冷却过程中,为热应力和组织应力的综合作用的结果,是造成零件变形的原因,因此采取合理的加热设备和淬火夹具是确保其热处理质量符合要求的关键。

50CrV纺织机钢针的淬火时的专用夹具

    3-102    50CrV纺织机钢针的淬火时的专用夹具

    淬火后的50CrV钢针的回火可以在空气炉中进行,但为了避免回火过程中出现氧化和变形,应采用图3-103所示的回火夹具,将钢针放入钢管内,周围用铁屑和木炭进行填充保护,管两端采用石棉绳或石棉布堵塞,垂直吊挂放入炉内,该措施可减少了热处理后的校直和磨削等工序,热处理后完全符合技术要求,提高了作业效率和降低了成本,更为重要的是从根本上解决了盐浴、空气炉等无法进行热处理的难题,同时为要求十分严格的细长杆类零件的热处理提供了条件。

    采用改进后的热处理工艺钢针弯曲变形量在0. 15mm以内,硬度和增、脱碳层厚度均符合要求,表明细长零件是可以控制其变形量的。

 50CrV纺织机钢针回火时的专用夹具

    3-103    50CrV纺织机钢针回火时的专用夹具