H13鋼材質(zhì)曲軸連桿鍛造模具熱處理工藝的設(shè)計(jì)

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1、 Heal TrealnierU 熱處理 AS （機(jī)植工人》 H13鋼材質(zhì)曲軸連桿鍛造模具 熱處理工藝的設(shè)計(jì) 新大洲本田摩托有限公司 （201708） 楊清泉 吉林圓方機(jī)械有限公司 (132400) 孫成香 II前，作為一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)，模具工業(yè)已經(jīng)取得了 快速的發(fā)展，在湖北黃岡、浙江黃巖、江蘇昆山-?帶已 形成了產(chǎn)業(yè)集群。這是一個(gè)融設(shè)計(jì)、鍛造、機(jī)加工、材 料及熱處理于一體的技術(shù)密集型行業(yè)。 沒有模具就沒有大批就生產(chǎn)。模具成本一般占產(chǎn)品成 本的15% -30%.因此模具使用性能的好壞和成本的高低. 宜接影響到產(chǎn)品質(zhì)雖的優(yōu)劣和成本的鬲

2、低。人量模具失效分 析的結(jié)果表明，檢具材料及熱處理在模具失效中占有相幷的 比重。因此，研究工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、效果良好的新技 術(shù)，用以提高模具，特別是工作條件相當(dāng)惡劣的模具的壽 命，是節(jié)約能源.材料和工時(shí)的當(dāng)務(wù)之急。 1. 材料的選用 曲軸連桿鍛造模具是典型的熱鍛模，工作條件十分 惡劣，使用的是障擦壓力機(jī)。曲軸連桿工件始鍛溫度為 1130龍，終鍛溫度為850*。模具型腔采用石思加水冷 卻并起到脫模潤(rùn)滑的作用，局部溫度約500龍；高溫曲 軸連桿鍛件的反復(fù)加熱、冷卻及強(qiáng)烈的摩擦?使模具承 受很大的沖擊載荷，其主要的失效方式為熱疲勞和熱磨 損所造成的型腔塌陷，以及沿飛邊擠出方向的熱磨損裂 紋，當(dāng)

3、發(fā)展到一?定尺寸時(shí).將嚴(yán)重彫響到脫模，明顯降 低鍛件的輛度。為了提烏模具壽命.我們選用了 H13熱 作模具鋼（中國(guó)鋼號(hào)4Cr5MoSiV）。 H13鋼含有?絞多的俗、鉗、饑等碳化物形成元素，含 碳量較低?含鋸貳較亂因此，鋼的抗領(lǐng)化性、淬透件、耐 熱疲勞性能和韌性都較好。鋼、帆形成的hC和MC型碳化 物，其溶解溫發(fā)碗島.可以細(xì)化奧氏體晶粒；冋火時(shí)能析 出和MC熨?gòu)浬⑻蓟?，增加二次硬化效果，提高?強(qiáng)性和熱穩(wěn)定性。H13鋼可以在550 ~ 600弋的髙溫卜服役, 由于其熱疲勞性能好，所以模具可用冷卻液反復(fù)冷卻，加上 其韌性高，可適用于熱鍛模幾。 2. 熱處理工藝 針對(duì)H13鋼的待點(diǎn)和曲軸連

4、桿鍛造模具的服役條 件，設(shè)定了如下熱處理工藝。 （1）型材改鍛肩進(jìn)行等溫球化退火工藝（見圖1） 球化后，組織為點(diǎn)狀和球狀珠光體，硬度W 223HBW。球化退火后達(dá)到細(xì)化碳化物，使碳化物帶狀 偏析得以均勻化，因而二次碳化物也絞少出現(xiàn)。 88010 時(shí)間巾 圖I （2）淬火、冋火工藝（見圖2） 為了降低能耗, 先在850弋中溫充分預(yù)熱，然后在1060七高溫加熱，使 碳化物溶解，油冷淬火，兩次590Y高溫冋火轉(zhuǎn)變加一 次低溫去應(yīng)力回火后的組織為回火托氏體+回火索氏體, 組織見圖3,回火后硬度52HRC。為了避免高溫回火時(shí) 金島爐工熱加工..炬現(xiàn)龜區(qū)昭適卻09伴第17期JE3

5、 www. metalworking1950. com 熱處理 Heal TrealmeiU 16Mn鎖緊螺母用材與熱處理 江西省分宜驅(qū)動(dòng)橋有限公司 (336600) 肖家幸 一、兩個(gè)問(wèn)題 我公司生產(chǎn)的工程機(jī)械驅(qū)動(dòng)橋輪邊鎖緊螺母，性能 等級(jí)按不同產(chǎn)品要求分為8級(jí)和10級(jí)兩大類（技術(shù)要求 上分別對(duì)應(yīng)規(guī)定為22 -28HRC和28 ~38HRC）,皆用45 鋼來(lái)制造。其工藝流程為：鋸料-粗車:調(diào)質(zhì)T精車 （包括車螺紋）-?發(fā)黑終檢入庫(kù)。為方便敘述，現(xiàn)以 某型號(hào)驅(qū)動(dòng)橋的輪邊鎖緊螺母為例。 問(wèn)題之一：該鎖緊螺母見

6、圖Io其備料規(guī)格為 l60mmx23mm,包括鋸縫損耗在內(nèi)單件乖達(dá)4.1kg。為 避開45鋼淬火裂紋的危險(xiǎn)尺寸，熱處理調(diào)質(zhì)時(shí)的工件形 狀與尺寸見圖2。很顯然，這樣生產(chǎn)耗材多，精乍時(shí)既 費(fèi)時(shí)又消耗刀具" 問(wèn)題之二：工程機(jī)械驅(qū)動(dòng)橋橋殼總成的兩端各有個(gè) 叫輪邊支承軸的求耍部件，該部件不少足由半軸套管插 入耳板幾后組那而成的.其中的耳板均采用20mm厚的 圖1鎖緊螺母零件 圖2鎖緊螺傑粗加工圖 16Mn熱軋板切割成形，耳板孔落下的圓形板料.規(guī)格大 多在4）150-4>170mm的范圍內(nèi)?長(zhǎng)期以來(lái)幾乎都與邊角 廢料一道用于鑄鋼料即重新回爐，實(shí)為可惜。 二.解決方法 1 ?思路

7、 解決上述兩個(gè)問(wèn)題主要源于購(gòu)方面頫因：一是鋼材 沖擊韌度和斷珈韌度值 室鎰拉伸性能 沖擊韌度 畋/J ? rm-2 斷裂切度 Kw/( MPa - m,/2) 屈服強(qiáng)度 a/MPa 抗拉強(qiáng)度 a,/MPa 35.0 68.0 1310 1470 H13鋼曲軸連桿鍛造模具熱處理后的主要性能 4.使用效果 圖 3 500 x 出現(xiàn)貝氏體脆性，所以選擇r?油冷淬火。由于回火 二次帔化后的便度雖高，但韌性差，不適合熱鍛模.所 以選擇rsgot的高溫回火，這樣避開了回火二次硬化 溫區(qū)，回火時(shí)沒有明顯的硬化峰。 3.

8、 熱處理后的主要性能 經(jīng)上述熱處理后.H13鋼曲軸連桿鍛造模具既冇足 夠的熱強(qiáng)性，也有較扁的韌性，因此其抗熱疲勞性能較 好。主要性能指標(biāo)見附表。 經(jīng)上述的熱處理工藝加工后，曲軸連桿鍛造成型模 具使用壽命達(dá)500（）件以上/毎次修模，町多次修模（用 電火花等修模，不必再熱處理）審復(fù)使用。 通過(guò)應(yīng)用等溫球化退火的預(yù)處理工藝來(lái)細(xì)化碳化物, 并均勻化帶狀偏析，再經(jīng)中溫預(yù)熱及島溫加熱、油淬及 三次冋火后.使模貝具有了滿足熱鍛使用要求的熱強(qiáng)性 和韌性，充分具備了在熱鍛模服役條件下的性能要求, 并FI使曲軸連桿鍛造成型欖具具有使用壽命高、成本低、 能源消耗少的特點(diǎn)。MW （20090208） 42 2009^17^ 熱處矽鍛壓7鑄進(jìn) www. metalwofking1950. com 余必爐工 於加工