Warmtebehandeling van gehard en ontlaten staal: Kern van het proces en belangrijke punten voor kwaliteitscontrole
Als een belangrijk constructiemateriaal in de mechanische fabricage, hangt de prestatie van gehard en ontlaten staal sterk af van het harden en hoogtemperatuur ontlaten warmtebehandelingsproces. Dit proces verandert de interne metallografische structuur van het staal, waardoor de optimale combinatie van sterkte en taaiheid wordt bereikt, en betrouwbare mechanische prestatiegaranties worden geboden voor kerncomponenten zoals tandwielen en assen.
Basisprocesstroom en kernparameters
Het standaardproces van warmtebehandeling voor gehard en ontlaten staal omvat vijf belangrijke stappen: voorverwarmen, austenitisch verwarmen, warmtebehoud, afschrikken en hoogtemperatuur ontlaten. Als voorbeeld nemen we het veelgebruikte 40Cr-staal, de typische procesparameters zijn als volgt: na voorverwarming bij 500-600℃ in een kistvormige warmtebehandelingsoven, wordt het verwarmd tot 840-860℃ voor austenitisch verwarmen. De houdtijd wordt gecontroleerd op 1-1,5 minuten per millimeter van de effectieve dikte van het werkstuk om ervoor te zorgen dat de carbiden volledig oplossen en gelijkmatig verdeeld zijn. Vervolgens wordt het snel overgebracht naar olie voor afschrikken (de afkoelsnelheid moet voldoende zijn om een martensietstructuur te verkrijgen). Nadat het werkstuk is afgekoeld tot onder de 150℃, wordt het verwarmd tot 550-600℃ voor hoogtemperatuur ontlaten, en aan de lucht gekoeld na een houdperiode van 2-4 uur.
Er zijn aanzienlijke verschillen in procesparameters tussen verschillende staalsoorten. Voor hoogsterkte gehard en ontlaten staalsoorten die nikkel en molybdeen bevatten (zoals 40CrNiMoA), moet de austenitische temperatuur worden verhoogd tot 860-880℃ om de oplossing van legeringselementen te bevorderen. De ontlaattemperatuur wordt aangepast aan de prestatie-eisen - ongeveer 500℃ wordt gekozen wanneer een hoge hardheid vereist is, en deze kan worden verhoogd tot 600℃ wanneer een hoge taaiheid wordt nagestreefd.
Belangrijke punten voor kwaliteitscontrole en oplossingen voor veelvoorkomende problemen
Temperatuuregaliteit tijdens het warmtebehandelingsproces is de kern voor het waarborgen van de stabiele prestaties van gehard en ontlaten staal. Als het temperatuurverschil in de oven groter is dan ±10℃, is het gemakkelijk om de hardheidsafwijking van verschillende delen van het werkstuk te veroorzaken die 3 HRC overschrijdt. Het gebruik van kistovens met multi-zone temperatuurregeling of continue warmtebehandelingsproductielijnen, in combinatie met multi-point monitoring van thermocouples, kan temperatuurschommelingen effectief beheersen.
De selectie van het afschrikmedium beïnvloedt direct de afkoelsnelheid en de vervorming van het werkstuk. Voor dunwandige onderdelen met complexe vormen kan het gebruik van snelle afschrikolie bij 20-30℃ het risico op scheuren verminderen; voor grote smeedstukken wordt vaak water-olie dubbelvloeistof afschrikken gebruikt, waarbij eerst snel wordt afgekoeld tot ongeveer 300℃ met water, en vervolgens wordt overgebracht naar olie voor langzame afkoeling om de diepte van de geharde laag en de mate van vervorming in evenwicht te brengen. Speciale aandacht moet worden besteed aan het elimineren van interne spanning tijdens het ontlaatproces. Door stapsgewijs verwarmen (met een snelheid van 100-150℃ per uur) en ovenkoeling na het einde van de warmtebehoud, kan de restspanning van het werkstuk met meer dan 60% worden verminderd.
Van de veelvoorkomende kwaliteitsdefecten worden "zachte plekken" meestal veroorzaakt door onvoldoende verwarming of ongelijke afkoeling, wat kan worden opgelost door de houdtijd te verlengen en de oxideschil op het oppervlak van het werkstuk te reinigen; ontlaatbrosheid kan worden geremd door de broze temperatuurrange van 400-500℃ te vermijden of door snelle waterkoeling na het ontlaten.
Technologische ontwikkeling en uitbreiding van de toepassing
Met de penetratie van intelligente productietechnologie beweegt de warmtebehandeling van gehard en ontlaten staal in de richting van precisie en intelligentie. Een AI-adaptief controlesysteem dat door een zwaarindustrieel bedrijf is geïntroduceerd, kan de verwarmingskracht en de afschriktiming automatisch aanpassen aan de real-time bewaakte oventemperatuurcurve en de temperatuurfeedback van het werkstuk, waardoor de prestatieconsistentie van in massa geproduceerde tandwielruwstukken met 25% wordt verbeterd. De toepassing van vacuümwarmtebehandelingstechnologie heeft het probleem van oxidatie en decarburatie in traditionele processen effectief opgelost, waardoor de oppervlakteruwheid van precisie lagerstaal is verminderd tot onder Ra0,8μm.
Op het gebied van nieuwe energieapparatuur innoveert het warmtebehandelingsproces van gehard en ontlaten staal voortdurend. Voor 42CrMo-staal dat wordt gebruikt in windkracht-hoofdas, heeft het ontwikkelde "interkritische afschrikken + segmentontlaten" proces, terwijl de treksterkte ≥900MPa wordt gegarandeerd, de slagtaaiheid verhoogd tot meer dan 80J, wat voldoet aan de service-eisen van -40℃ lage-temperatuur werkomstandigheden en de toepassingsuitbreiding van gehard en ontlaten staal in extreme omgevingen bevordert.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!