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Wärmebehandlungsprozess der dünnwandigen Führungshülse

Im Zentralgetriebe des neuen vollhydraulischen Bulldozers aus unserem Hause ist eine Führungshülse eingebaut. Dieser Teil wirkt mit der Flanschplatte zusammen, um eine Führungs- und Befestigungsrolle zu spielen. 

Aufgrund seiner höheren Passgenauigkeit und höheren Härte zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit und weil dieses Stück ein dünnwandiges Stück (5 mm) ist, ist die Wärmebehandlung leicht zu verformen und die Wärmebehandlung ist schwieriger. Dieser Artikel schlägt mehrere Wärmebehandlungsschemata für diesen Artikel vor, analysiert und diskutiert jedes Schema und wählt das vernünftigste Wärmebehandlungsverfahren aus.

1. Übersicht Führungshülse

Artikelbezeichnung: Führungshülse, Konstruktionsmaterial: ZG35SiMn, P-Teil erfordert Induktionshärten, Härteschichttiefe: 1.5 ~ 2.5 mm, Oberflächenhärte: 52 ~ 60HRC.

Der Entwurfsprozessverlauf dieses Teils ist: Gießen → Normalisieren → Schruppen → Abschrecken und Anlassen → Schlichten → Induktionsabschrecken → Schleifen von Innen- und Außenkreisen. Dieses Teil ist ein dünnwandiges Teil mit einer Wandstärke von ca. 5mm. Die Wärmeeinflusszone ist während der Induktionswärmebehandlung groß, und die Verformung nach der Induktionswärmebehandlung ist groß, und einige Teile sind elliptisch. Aufgrund der großen Verformung ist die Tiefe der gehärteten Schicht an einigen Stellen nach dem Schleifen nicht ausreichend, was den Anforderungen der Verwendung nicht gerecht wird. Die chemische Zusammensetzung dieses Teils ist in Tabelle 1 aufgeführt, die die Anforderungen der chemischen Zusammensetzung von ZG35SiMn erfüllt. Vor der Induktionswärmebehandlung gibt es in jedem Prozess kein Problem.

2. Erkennung

Um die Wärmeeinflusszone zu reduzieren, wurde ein spezieller Außenkreis-Wassersprüh-Kühlmantel entwickelt, und Wasser wird gesprüht, um den Außenkreis entsprechend dem Heizteil während des Heizens zu kühlen, um die Wärmediffusion und die Wärmeeinflusszone zu reduzieren, um die Verformung zu reduzieren . Nach vielen Tests ist das Verformungsproblem nicht gelöst. Das Anpassen des Kühlwasserflusses, des Drucks, der Induktionshärtefrequenz, der Leistung und anderer Einstellungen kann das Verformungsproblem immer noch nicht lösen.

Wählen Sie die Teile mit größerer Verformung für die Autopsie aus. Die Ergebnisse der Autopsie sind in Bild 2 und Bild 3 dargestellt. Die Tiefe der oberflächengehärteten Schicht nach dem Schleifen beträgt nur 0.603 mm, was nicht den Anforderungen entspricht. Die metallographische Struktur ist: angelassener Martensit + Ferrit, Oberflächenhärte 54~56HRC, Korngröße 9, Kernhärte 315HBW.

Der Induktionshärteprozess kann die Konstruktionsanforderungen nicht erfüllen, und viele Anpassungen der Prozessparameter und Werkzeuge können das Problem nicht lösen. Die Konstrukteure und Prozessmitarbeiter unseres Unternehmens diskutierten immer wieder über die Gestaltung von zwei Lösungen:

Wärmebehandlungsprozess der dünnwandigen Führungshülse

(1) Das Material des Teils wird zu 20CrMnTi geändert und es wird eine Aufkohlungswärmebehandlung verwendet, um seine Verschleißfestigkeit zu verbessern. Der Prozessweg ist: Blanking→Schmieden→Normalisieren→Verarbeiten→Aufkohlen direktes Abschrecken→Schleifen der inneren und äußeren Kreise; die Oberflächenhärte beträgt: 58~ 63HRC, gehärtete Schichttiefe 1.5~2.5 mm, gehärtete Schicht Korngröße ≥8 Sorte, Restaustenit ≤20%, Karbid ≤3 Sorte.

(2) Das Material des Teils ist ZG35SiMn, und eine Ionennitrierungs-Wärmebehandlung wird verwendet, um seine Verschleißfestigkeit zu verbessern. Der Prozessweg ist: Stanzen → Schmieden → Normalisieren → Bearbeiten → Anlassen → Bearbeiten → Schleifen des Innen- und Außenkreises → Ionennitrieren. Die Oberflächenhärte beträgt 613HV1, die Tiefe der Nitrierschicht beträgt 0.3 mm, das Lockerheitsniveau der Nitrierschicht beträgt 3 und das Nitridniveau der Nitrierschicht beträgt 3.

3. Test

Für die beiden oben genannten Verfahrensschemata hat unser Unternehmen 20 Prüfkörper hergestellt und Verfahrensprüfungen durchgeführt.

(1) Aufkohlungsprozesstest

Je nach Werkstoff, Gefüge und den damit verbundenen technischen Anforderungen wird der aufkohlende Wärmebehandlungsprozess der Führungshülse bestimmt.

Die Verformung wurde vor und nach der direkten Wärmebehandlung des Aufkohlens festgestellt. Das Problem der großen Verformung besteht immer noch, es tritt eine elliptische Verformung auf und das Verformungsproblem kann nach dem Schleifen nicht beseitigt werden.

(2) Ionennitrieren-Prozesstest

Je nach Werkstückmaterial, Struktur und den damit verbundenen technischen Anforderungen wird das Ionennitrieren-Wärmebehandlungsverfahren der Führungshülse bestimmt. .

Der Innendurchmesser der Führungshülse vor und nach dem Ionennitrieren wurde getestet. Das Vergleichsergebnis ist in Tabelle 4 dargestellt. Die Verformung ist stark reduziert und entspricht den Anforderungen.

4. Abschluss

Durch den Vergleich der obigen drei Maßnahmen zeigt sich, dass das Ionennitrieren die Verformung des Werkstücks stark reduzieren kann. Durch die Überprüfung der Installation arbeitet die Hauptmaschine 2000h ohne Rückmeldung der Qualität der Führungshülse; die Führungshülse wird nach 2000h entfernt und die Nutzschicht ist sehr klein. Es kann fast ignoriert werden.

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