档板淬火畸变的控制

胡本洋 王海丰

哈尔滨哈汽集团 东安发动机厂 （黑龙江哈尔滨  150066）

摘要:分析了档板零件淬火畸变的主要原因。采取分段淬火、提高淬火温度及使用不同淬火装炉3方面措施,有效控制了该零件的淬火畸变，显著降低了零件淬火的废品率。

关键词：淬火；畸变；档板

如图1所示，为档板的形貌，其材料为45钢。要求零件表面硬度（38-48）hrc，畸变量要求热处理前a边平面度不大于0.1mm，其余不大于0.15mm，热处理后a边平面度不大于0.2mm，其余不大于0.3mm。

零件加工工艺路线：板材冲压→吹砂→淬火、回火、校直、时效回火处理→吹砂→氧化→装机使用，由于在产品的生产过程中零件淬、回火后平面畸变度大，同时表面硬度经常出现软硬不均的现象，造成返工。因此，控制零件的淬、回火后产品的表面硬度及畸变，缩短生产周期和降低返工率是产品进入大批量生产的关键。

    a边平面度不大于0.2mm，其余不大于0.3mm

图1 档板零件图

1 档板零件原热处理工艺

档板零件采用vkse4/ⅱ型多用炉加热淬火和箱式回火炉中温回火的工序，采用的工艺曲线如图2（a）所示。淬火温度选取（850±10）℃，淬火介质采用好富顿355分级淬火油，零件装炉方式采用如图3（a）所示的平摆装炉。表1所示为按不同工艺生产出的档板实际情况，由表１所示可以看出原工艺生产的档板畸变、表面硬度远不如改进工艺生产出产品的对用性能。

        (a)原工艺                                                                     (b)改进后工艺

图2  档板淬火回火、时效回火工艺曲线

     （a）                                                                            （b）

图３　零件装炉方式

 表1 档板原工艺生产结果

 图4　零件吊挂装炉专用工装

2淬火畸变原因分析

   由图1所示可见，档板为薄壁零件，档板淬火时极易造成变形，属于组织转变应力作用结果^[1]。从生产档板平摆装炉方式可知，档板淬火畸变是淬火过程中淬火应力、装炉方式共同作用的结果。淬火应力分为热应力和组织应力，热应力和组织应力在产品淬火冷却过程中总是同时存在，淬火应力为二者叠加的结果^[2]。档板的淬火畸变主要取决于零件的装炉方式和淬火应力，即取决于零件的装炉方式和淬火工艺控制。

3 改进措施

为了降低档板畸变，消除零件淬、回火后的返工率，经分析采取以下改进措施：①采用分段淬火法，试验选定为850℃保温再升至870℃淬火，以保证淬火零件表面硬度均匀，工艺曲线见图2（b）；②提高淬火油的使用温度，试验中选定为100℃，提高淬火油冷却能力^[3]（实际淬火过程中表示温升到139℃）；③采用不同的装炉方式如图3所示，从中选定畸变量最小的装炉方式，对比效果如表2所示，由表2所示可以看出采用吊挂装炉方式的档板淬、回火后100%都达到技术要求。根据试验结果进行设计、制作专用吊挂工装，吊挂工装如图4所示，这样可以彻底消除零件之间重叠，在炉内加热均匀，保证零件整体表面硬度，同时零件吊挂进入淬火槽内，淬火冷却均匀，降低马氏体组织转变应力，保证零件畸变100%合格。

表2　不同摆放方式对比结果

4 结束语

经改进后的工艺方法处理的档板，淬火、回火后质量都满足了资料要求的技术条件，同时，畸变量得到了有效控制，如表1所示。连续生产至今200000件，保证了档板淬火、回火后表面硬度和畸变的一次交检合格率，取得的良好的经济效益和社会效益。按年产30万台发动机计算，可节约各种费用46多万元。

参考文献

[1] 钢铁热处理编写组.钢铁热处理.上海：上海科学技术出版社，1979.

[2] 崔忠圻，刘北兴.金属学与热处理原理.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1998：230-231.

 [3] 安运铮.热处理工艺学.北京：机械工业出版社，1988