曲軸經過高頻感應加熱設備熱處理后會出現哪些問題?怎么樣去改正呢?
曲軸是內燃發動機的重要零件,工件材料為42CrMo鋼。曲軸加工工藝流程為:下料一鍛造一正火一調質一校直一去應力一機加工一清洗一熱處理一拋光一探傷一檢查一成品。105系列曲軸在高頻感應加熱設備工藝生產中發現,曲軸熱處理后部分工件發現白斑缺陷,嚴重的有深色小坑,嚴重降低曲軸疲勞性能和表面質量。
宏觀檢驗發現,曲軸拋光后部分工件出現斑點,顏色為白色,局部呈麻坑狀。觀察發現,甽曲軸拋光前,該部位出現雪花狀 讓或樹枝狀斑點形貌,拋光后顏色 深淺不一。經放大觀察,白斑嚴重區域呈現深淺不同的麻坑,有的深坑處存有油泥,呈黑色“小凹坑”。這種凹坑缺陷很易成為疲勞源的萌生處,引發疲勞裂紋萌生和擴展,成為曲軸疲勞斷裂失效的策源地和危險隱患。
與此同時,對曲軸高頻感應加熱設備工藝參數對白斑缺陷影響及清洗試驗作用進行了試驗分析。試驗發現,斑點是在設備出現故障后出現的。此外,采用汽油清洗有臼斑曲軸效果不佳,清洗后白斑大部分存在;而采用7%(質量分數)工業清洗劑清洗,效果良好,基本消除了曲軸白斑。
分析認為,曲軸磨削后精度尚不足,需拋光加工,而拋光冷卻介質是煤油,工件拋光后煤油殘存于曲軸上。曲軸熱處理前,用汽油清洗,如果清洗后留有殘存油漬,則在曲軸頸表面形成油膜層。工件熱處理時,油膜層使輝光放電密度增大,出現正離子在油膜絕緣層堆積現象,很易出現弧光放電;而弧光放電時,陰極斑點處陰極材料出現強烈汽化,在曲軸表面形成微小凹坑,因而,工件表面未清洗干凈的油漬或油孔附近由微坑造成的花斑即白斑。
綜上分析,曲軸在高頻感應加熱設備熱處理前,拋光或清洗工序后工件表面殘留煤油或汽油殘漬,是工件輝光放電后產生白斑缺陷的主要原因。據此,提出如下防止措施:(1)曲軸熱處理前,必須將工件軸頸及油孔中殘存的油漬洗凈去除。(2)清洗時,改用清洗劑效果良好,可有效去除油漬,防止白斑缺陷出現。此外,采用清洗劑不但曲軸清洗質量好,而且成本低,有利于降低曲軸生產成本,經濟效益好。
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