郭靜,張龍臣,馬龍,張代理
山推工程機械股份有限公司 山東濟寧 272073
支重輪軸是工程機械底盤件的重要零部件之一。顧名思義,支重輪總成承受著挖掘機的重量。在挖掘機行走、轉(zhuǎn)彎過程中,輪體旋轉(zhuǎn),軸連接內(nèi)外蓋與主機臺車架,因此支重輪軸不僅承受很大的壓力,而且應(yīng)具有良好的抗彎強度和耐磨性[1]。對零件進行感應(yīng)淬火后,一般是把工件放到料筐中,用井式爐回火臺車爐進行低溫回火。但這樣能源消耗大,工藝周期長,不能實現(xiàn)在線生產(chǎn),產(chǎn)品在工序間易磕碰。由于回火不及時,有時會造成產(chǎn)品裂紋,給企業(yè)帶來損失。感應(yīng)熱處理因其節(jié)能、環(huán)保、高效等特點應(yīng)用越來越多。感應(yīng)回火是否可以回火充分,回火后的工件是否可以滿足使用性能要求?本次試驗就是針對感應(yīng)淬火后的工件,進行連續(xù)感應(yīng)回火與臺車爐回火試驗對比[2]。
支重輪軸的工藝流程:下料→粗加工→調(diào)質(zhì)(加熱、淬火和回火)→半精加工→感應(yīng)熱處理(加熱、淬火和回火)→磨削→包裝→發(fā)貨。
以國內(nèi)20t支重輪國標非調(diào)質(zhì)鋼軸[3](規(guī)格為φ60m m)為例,同樣條件感應(yīng)加熱淬火(見圖1),一部分直接進入連續(xù)感應(yīng)回火爐(見圖2)進行回火,工藝參數(shù)15Hz-12kW×6min,另一部分使用臺車爐回火(見圖3),工藝參數(shù)190℃×3h。
將連續(xù)感應(yīng)回火和臺車爐回火各取一件(編號1#、2#,見圖4)進行相關(guān)對比驗證,結(jié)果見表1~表3。
圖1 感應(yīng)加熱淬火
圖2 連續(xù)感應(yīng)回火爐
圖3 臺車爐回火
表1 硬度、淬硬層深度、組織晶粒度對比
表2 力學性能對比
表3 壓斷試驗對比
圖4 對比試件
圖5 1#試件淬硬區(qū)金相組織
圖6 2#試件淬硬區(qū)金相組織
圖7 1#試件基體區(qū)金相組織
圖8 2#試件基體區(qū)金相組織
試驗力-位移曲線如圖9所示。
圖9 試驗力-位移曲線
從表1、表2以及圖5~圖8可以看出,使用同一批次國產(chǎn)非調(diào)質(zhì)鋼材質(zhì),采用同樣的感應(yīng)加熱和淬火條件,連續(xù)感應(yīng)回火和臺車爐回火兩種不同的回火方式,最終工件的表面硬度、基體硬度、淬硬層深度,以及組織、晶粒度、力學性能均基本相當,都滿足標準要求。從表3、圖9可以看出,雖然壓斷結(jié)果都合格,但連續(xù)感應(yīng)回火件的壓斷結(jié)果比臺車爐回火件的壓斷結(jié)果優(yōu)。
通過非調(diào)質(zhì)鋼支重輪軸連續(xù)感應(yīng)回火和臺車爐回火工藝的對比試驗,可見連續(xù)感應(yīng)回火代替臺車爐回火,不僅產(chǎn)品回火充分,而且縮短了工件淬火后的放置時間,減少了應(yīng)力,起到了節(jié)能減排、提高生產(chǎn)效率和提升產(chǎn)品質(zhì)量的良好效果。目前,非調(diào)質(zhì)鋼支重輪軸連續(xù)感應(yīng)回火已在山推工程機械股份有限公司批量生產(chǎn),且市場反饋良好。后續(xù)我公司會逐漸推行連續(xù)感應(yīng)回火在生產(chǎn)中的應(yīng)用。