CN110964898A - 一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺 - Google Patents

一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN110964898A
CN110964898A CN201911328950.6A CN201911328950A CN110964898A CN 110964898 A CN110964898 A CN 110964898A CN 201911328950 A CN201911328950 A CN 201911328950A CN 110964898 A CN110964898 A CN 110964898A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating
camshaft
quenching
seconds
induction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911328950.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王天保
刘军凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jingzhou Huanqiu Automobile Parts Manufacturing Co ltd
Original Assignee
Jingzhou Huanqiu Automobile Parts Manufacturing Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jingzhou Huanqiu Automobile Parts Manufacturing Co ltd filed Critical Jingzhou Huanqiu Automobile Parts Manufacturing Co ltd
Priority to CN201911328950.6A priority Critical patent/CN110964898A/zh
Publication of CN110964898A publication Critical patent/CN110964898A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/30—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/613—Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
    • C22C37/08—Cast-iron alloys containing chromium with nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明提供了一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺，包括以下步骤：S1、预热：第一阶段将凸轮轴感应加热至180‑210℃后，暂停加热2‑5秒；第二阶段将凸轮轴感应加热至550‑600℃后，暂停加热2‑5秒；第三阶段将凸轮轴感应加热至810‑850℃后，暂停加热2‑5秒；三个阶段升温速率均为40‑50℃/秒；S2、加热至淬火温度：将经步骤S1预热后的凸轮轴以40‑50℃/秒的升温速率，感应加热至900‑940℃；S3、淬火：采用压力为0.4‑0.5MPa的压缩空气作为淬火介质，对凸轮轴进行淬火，将凸轮轴冷却至250‑300℃；S4、余温回火。使用本发明工艺方法进行淬火的合金铸铁凸轮轴产品不会因淬火过程产生裂纹，且其淬火后的硬度指标可以满足技术要求，降低了产品的废品率，大大节约了生产成本。

Description

一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺
技术领域
本发明涉及一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺，属于热处理技术领域。
背景技术
合金铸铁凸轮轴是内燃机内重要的运动部件，市场需求量较大，合金铸铁凸轮轴经感应淬火后，其耐磨性明显优于钢件产品，因此对其进行感应淬火是不可缺少的一道工序。但在传统感应淬火热处理过程中，不可避免得会出现裂纹，裂纹分两种，一种是加热裂纹，另一种为淬火裂纹。两种裂纹主要都集中在凸轮桃尖两侧的升程部位处。经统计，采用传统工艺对该凸轮轴进行感应淬火时，加热阶段凸轮轴升程处产生裂纹的比率为35～40％；淬火冷却阶段则无论是采用淬火油还是用水溶性淬火剂进行淬火，均由于在冷却过程中淬火应力太大，超过了工件的极限强度，而导致大批量工件出现淬火裂纹，采用传统淬火工艺导致废品率居高不下，给企业造成了巨大的经济损失。据统计，用水淬时产生的裂纹率为100％，用浓度10～15％的水溶性淬火剂淬火时裂纹率为30～35％，用水基淬火剂喷雾冷却也有10～15％的淬火裂纹率，加热后如采用风冷淬火，虽然不会导致工件开裂，但却达不到技术要求中的硬度指标要求。因此传统感应淬火工艺产生的废品率极高，极大的增加了生产的成本，给企业造成了很大的困扰，即使检测合格的产品也仍存在不确定的质量隐患，直接影响到企业的质量信誉。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，并提供一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺，使用该工艺方法进行淬火的合金铸铁凸轮轴产品不会因淬火过程产生裂纹，且其淬火后的硬度指标可以满足技术要求，降低了产品的废品率，大大节约了生产成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺，所述合金铸铁的化学成分为(％)：C:3.10-3.25；Mn:0.75-0.95；Si:2.20-2.40；P≤0.15；S≤0.20；Ni:0.20-0.35；Cr:1.35-1.55；Mo:0.35-0.55；包括以下步骤：
S1、预热：第一阶段以40-50℃/秒的升温速率，将凸轮轴感应加热至180-210℃后，暂停加热2-5秒；第二阶段以40-50℃/秒的升温速率，将凸轮轴感应加热至550-600℃后，暂停加热2-5秒；第三阶段以40-50℃/秒的升温速率，将凸轮轴感应加热至810-850℃后，暂停加热2-5秒；
S2、加热至淬火温度：将经步骤S1预热后的凸轮轴以40-50℃/秒的升温速率，感应加热至900-940℃；
S3、淬火：采用压力为0.4-0.5MPa的压缩空气作为淬火介质，对经步骤S2加热后的凸轮轴进行淬火，将凸轮轴冷却至250-300℃；
S4、余温回火：将经步骤S3淬火后的凸轮轴在室温中静置50-60分钟，利用其淬火后的余温完成回火过程。
对本发明技术方案的进一步改进是：
步骤S1中第一阶段加热温度优选为190±10℃；第二阶段加热温度优选为570±10℃；第三阶段加热温度优选为830±10℃。
步骤S2中加热温度优选为920±10℃。
步骤S1中三个阶段暂停加热的时间均优选为3秒。
由本发明提供的技术方案可知，本发明的使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺，在加热至淬火温度之前进行了预热，且预热分三个阶段进行，分别为180-210℃阶段，550-600℃阶段和810-850℃阶段，分多段进行预热可以避免一次升温到位导致的凸轮轴内外温差过大，从而避免温差过大而产生应力裂纹；预热时以40-50℃/秒的升温速率进行加热，同样也是为了避免升温速度过快导致的应力裂纹；为使凸轮轴的内外温度更加均匀，本发明在每一个预热阶段的末尾均采用暂停加热的方式使其温差降低，减小开裂的可能性。在加热至淬火温度时，仍通过控制升温速率的方式避免温度应力产生裂纹。在淬火阶段，采用压力为0.4-0.5MPa的压缩空气作为淬火介质，将凸轮轴冷却至250-300℃，压缩空气的压力既不过大，又不过小，如过大则会导致凸轮轴出现裂纹，如过小则会导致凸轮轴表面硬度指标达不到技术要求。淬火后的凸轮轴在室温中静置50-60分钟，利用其淬火后的余温完成回火过程，此过程完全利用了凸轮轴的余热，没有任何能源消耗，既节约了成本，又使产品具有良好的性能指标。
附图说明
图1是本发明的工艺流程简图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
本发明实施例的凸轮轴的技术要求为：
(1)、桃尖、升程部位硬度：58HRC MIN；基圆部位硬度：55HRC MIN。
(2)、有效硬化层深度要求≥5.5mm，以50HRC为分界线。
(3)、马氏体4～5级。
热处理完成后的凸轮轴工件是否开裂以磁粉探伤为准。
实施例1、凸轮轴工件30件，按下面方法进行感应淬火：
S1、预热：先将凸轮轴感应加热至190±10℃，停止加热2秒，确保加热部位受热均匀，后再感应加热至560±10℃，停止加热2秒；然后将凸轮轴感应加热至820±10℃，停止加热2秒；三个阶段的加热升温速率均为40-50℃/秒；
S2、加热至淬火温度：将经步骤S1预热后的凸轮轴以40-50℃/秒的升温速率感应加热至900±10℃；
S3、淬火：采用压力为0.4-0.5MPa的压缩空气作为淬火介质，对经步骤S2加热后的凸轮轴进行淬火，淬火时间50秒，将凸轮轴冷却至250-280℃；
S4、余温回火：将经步骤S3淬火后的凸轮轴在室温中静置50分钟，利用其淬火后的余温完成回火过程。
实施例2、凸轮轴工件30件，按下面方法进行感应淬火：
S1、预热：先将凸轮轴感应加热至200±10℃，停止加热5秒，确保加热部位受热均匀，后再感应加热至590±10℃，停止加热5秒；然后将凸轮轴感应加热至840±10℃，停止加热5秒；三个阶段的加热升温速率均为40-50℃/秒；
S2、加热至淬火温度：将经步骤S1预热后的凸轮轴以40-50℃/秒的升温速率感应加热至930±10℃；
S3、淬火：采用压力为0.4-0.5MPa的压缩空气作为淬火介质，对经步骤S2加热后的凸轮轴进行淬火，淬火时间40秒，将凸轮轴冷却至270-300℃；
S4、余温回火：将经步骤S3淬火后的凸轮轴在室温中静置60分钟，利用其淬火后的余温完成回火过程。
实施例3、凸轮轴工件30件，按下面方法进行感应淬火：
S1、预热：先将凸轮轴感应加热至190±10℃，停止加热3秒，确保加热部位受热均匀，后再感应加热至570±10℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至830±10℃，停止加热3秒；三个阶段的加热升温速率均为40-50℃/秒；
S2、加热至淬火温度：将经步骤S1预热后的凸轮轴以40-50℃/秒的升温速率感应加热至920±10℃；
S3、淬火：采用压力为0.4-0.5MPa的压缩空气作为淬火介质，对经步骤S2加热后的凸轮轴进行淬火，淬火时间40秒，将凸轮轴冷却至260-290℃；
S4、余温回火：将经步骤S3淬火后的凸轮轴在室温中静置50分钟，利用其淬火后的余温完成回火过程。
本发明的工艺流程简图如图1所示，上述三个实施例总共90件凸轮轴产品，分别进行感应淬火后，经磁粉探伤检测无一件产生裂纹，且所有工件的性能均满足该合金铸铁凸轮轴技术要求的范围，硬度达标，其中以实施例3的性能检测结果为最佳。
本发明的使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺方法是经多次试验最终获得的，其中试验过程如下：
一、直接升温至淬火温度：
1.直接升温至900-940℃淬火，升温速率为40-50℃/秒，产品产生裂纹；
2.直接升温至900-940℃淬火，升温速率为60-70℃/秒，产品产生裂纹；
3.直接升温至900-940℃淬火，升温速率为80-90℃/秒，产品产生裂纹；
4.直接加热至900-940℃，不淬火，升温速率为40-50℃/秒，产品产生裂纹；
5.直接加热至900-940℃，不淬火，升温速率为60-70℃/秒，产品产生裂纹；
6.直接加热至900-940℃，不淬火，升温速率为80-90℃/秒，产品产生裂纹；
根据上述试验结果看，升温过程一次加热，直接完成，在升温过程中就会产生裂纹。
二、先预热，再升温至淬火温度：
7.先预热至800-850℃，然后再加热到900-940℃，不淬火，升温速率为40-50℃/秒，产品产生裂纹；
8.先预热至800-850℃，然后再加热到900-940℃，不淬火，升温速率为60-70℃/秒，产品产生裂纹；
9.先预热至800-600℃，然后再加热到900-940℃，不淬火，升温速率为80-90℃/秒，产品产生裂纹；
10.先预热至550-600℃，然后再加热到900-940℃，不淬火，升温速率为40-50℃/秒，产品产生裂纹；
11.先预热至550-600℃，然后再加热到900-940℃，不淬火，升温速率为60-70℃/秒，产品产生裂纹；
12.先预热至550-600℃，然后再加热到900-940℃，不淬火，升温速率为80-90℃/秒，产品产生裂纹；
根据上述试验结果看，整个加热分两段完成，也会产生裂纹。
三、预热升温过程分三段完成，再加热至淬火温度：
13.先加热至180-210℃，后再加热至550-600℃，然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，最后加热至900-940℃，升温速率均为40-50℃/秒，产品裂纹明显变少；
14.先加热至180-210℃，后再加热至550-600℃，然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，最后加热至900-940℃，升温速率均为60-70℃/秒，产品裂纹占比较大；
15.先加热至180-210℃，后再加热至550-600℃，然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，最后加热至900-940℃，升温速率均为80-90℃/秒，产品裂纹占比较大。
确认在第13条的试验结果中效果较明显，根据试验情况考虑到每次都是直接加热，三段之间无间隔时间，导热可能会出现不均匀现象，再次进行试验。
四、预热升温过程分三段完成，并在每个阶段末尾暂停加热，确保加热部位的均匀性，再升温至淬火温度：
16.先加热至180-210℃，停止加热3秒；再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率均设定为40-50℃/秒，产品无裂纹；
17.先加热至180-210℃，停止加热3秒；再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率均为60-70℃/秒，产品裂纹占比较小；
18.先加热至180-210℃，停止加热3秒；再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率均为80-90℃/秒，产品裂纹占比较大。
在第16条的试验中增加了停止加热的步骤，确保了加热部位温度均匀性，再加上配以合理的加热温度及升温速率，产品无裂纹产生。
五、预热升温过程分三段完成，并在每个阶段末尾暂停加热，确保加热部位的均匀性，再升温至淬火温度，采用压缩空气淬火：
19.先加热至180-210℃，停止加热3秒；再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率均为40-50℃/秒；采用压缩空气对产品进行淬火，淬火时间为30秒，将凸轮轴冷却至250-300℃，压缩空气的压力为0.2-0.3MPa，产品表面硬度不够；
20.先加热至180-210℃，停止加热3秒；再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率均为40-50℃/秒；采用压缩空气对产品进行淬火，淬火时间30秒，将凸轮轴冷却至250-300℃，压缩空气的压力为0.4-0.5MPa，产品表面硬度不够；
21.先加热至180-210℃，停止加热3秒；再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率设定为40-50℃/秒；采用压缩空气对产品进行淬火，淬火时间30秒，将凸轮轴冷却至250-300℃，压缩空气的压力为0.6-0.7MPa，产品开始产生裂纹；
22.先加热至180-210℃，停止加热3秒；再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率设定为40-50℃/秒；采用压缩空气对产品进行淬火，淬火时间40秒，将凸轮轴冷却至250-300℃，压缩空气的压力为0.2-0.3MPa，产品表面硬度不够；
23.先加热至180-210℃，停止加热3秒；后再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率均为40-50℃/秒；采用压缩空气对产品进行淬火，淬火时间40秒，将凸轮轴冷却至250-300℃，压缩空气的压力为0.4-0.5MPa，产品表面硬度不够；
24.先加热至180-210℃，停止加热3秒；再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率均为40-50℃/秒；采用压缩空气对产品进行淬火，淬火时间40秒，将凸轮轴冷却至250-300℃，压缩空气的压力为0.6-0.7MPa，产品有裂纹产生；
25.先加热至180-210℃，停止加热3秒；再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率均为40-50℃/秒；采用压缩空气对产品进行淬火，淬火时间50秒，将凸轮轴冷却至250-300℃，压缩空气的压力为0.2-0.3MPa，产品表面硬度不够；
26.先加热至180-210℃，停止加热3秒；再加热至550-600℃，停止加热3秒；然后将凸轮轴感应加热至810-850℃，停止加热3秒；最后加热至900-940℃，升温速率均为40-50℃/秒；采用压缩空气对产品进行淬火，淬火时间50秒，将凸轮轴冷却至250-300℃，压缩空气的压力为0.4-0.5MPa，产品无裂纹，表面硬度合格。
本发明提供的使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺的原理如下：传统的感应淬火工艺中加热功率高、工件升温速度快，而合金铸铁凸轮轴由于碳和合金元素的含量极高，在铸造时由于结晶过程的不同时性，从而形成了以珠光体为基体的结构，基体上分布着大量片状石墨和质量分数为15～20％左右的合金碳化物，由于片状石墨应力集中严重，并且合金碳化物的硬度高、脆性大，因此该合金铸铁中的石墨、较高的合金含量以及非金属夹杂物都会使导热性能变差，再加上凸轮轴升程部位的截面变化较大，容易引起应力集中，当热应力大于其抗拉强度必然产生裂纹，在传统工艺中有时在500℃左右加热过程中都能听见开裂的声音，为了解决这一问题，在加热方面改传统一段加热为多段加热，整个加热过程分为四个阶段，前三个阶段为预热阶段，加热中每个阶段之间有暂停加热，可以让工件充分预热，第四阶段为加热到淬火温度，采用本发明中的加热工艺，由于延缓了升温速度，降低了感应加热功率，增加了加热的总时间，使凸轮轴工件温度更加均匀，上述实施例中加热完成后的凸轮工件在加热过程中无一裂纹出现。
传统的感应淬火工艺中采用水或淬火油或水溶性淬火剂进行淬火，工件的开裂率很高，其原因为该铸件导热性能差，其中未溶碳化物较多、塑性差，用水基介质冷却时，因冷速过大，表面的奥氏体很快降温到M s点，发生马氏体转变，从而体积膨胀，而此时次表面还处在奥氏体塑性状态，不会产生裂纹。在继续冷却时次表面发生马氏体转变，体积膨胀，产生的组织应力大于表面马氏体的抗拉强度，开始出现裂纹。终究其原因还是由于冷却介质冷速过大，使导热性差的合金铸铁凸轮轴组织转变的不同时性而造成的，在本发明所提供的工艺中改用压力0.4-0.5MP的压缩气体冷却40-50秒，压缩气体冷速适当，完全能够达到技术指标，消除了空冷不硬及液体介质淬火产生裂纹的问题。同时由于淬火后工件温度较高，在250～300℃，因此该合金铸铁凸轮轴在空冷时能够完成自回火，从而减少低温回火工序，提高产品性能的同时也节约了生产成本。
本发明的使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺不仅可以使合金铸铁凸轮轴产品在淬火过程中不产生裂纹，且可以淬硬合金铸铁凸轮轴，使凸轮轴产品满足技术要求。本发明成功解决了现有技术、设备在合金铸铁凸轮轴感应淬火过程中产生裂纹及硬度不合格的难题；且在原有的设备上只需进行简单的改装，实用、方便，提高了设备利用率；保证了合金铸铁凸轮轴的质量，消除了废品，减少了低温回火工序，降低了生产成本，显著提高了经济效益，加快了产品的生产、流转速度。

Claims (4)

1.一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺，所述合金铸铁的化学成分为(％)：C:3.10-3.25；Mn:0.75-0.95；Si:2.20-2.40；P≤0.15；S≤0.20；Ni:0.20-0.35；Cr:1.35-1.55；Mo:0.35-0.55；其特征在于包括以下步骤：
S1、预热：第一阶段以40-50℃/秒的升温速率，将凸轮轴感应加热至180-210℃后，暂停加热2-5秒；第二阶段以40-50℃/秒的升温速率，将凸轮轴感应加热至550-600℃后，暂停加热2-5秒；第三阶段以40-50℃/秒的升温速率，将凸轮轴感应加热至810-850℃后，暂停加热2-5秒；
S2、加热至淬火温度：将经步骤S1预热后的凸轮轴以40-50℃/秒的升温速率，感应加热至900-940℃；
S3、淬火：采用压力为0.4-0.5MPa的压缩空气作为淬火介质，对经步骤S2加热后的凸轮轴进行淬火，将凸轮轴冷却至250-300℃；
S4、余温回火：将经步骤S3淬火后的凸轮轴在室温中静置50-60分钟，利用其淬火后的余温完成回火过程。
2.根据权利要求1所述的使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺，其特征在于：步骤S1中第一阶段加热温度优选为190±10℃；第二阶段加热温度优选为570±10℃；第三阶段加热温度优选为830±10℃。
3.根据权利要求1所述的使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺，其特征在于：步骤S2中加热温度优选为920±10℃。
4.根据权利要求1所述的使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺，其特征在于：步骤S1中三个阶段暂停加热的时间均优选为3秒。
CN201911328950.6A 2019-12-20 2019-12-20 一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺 Pending CN110964898A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911328950.6A CN110964898A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911328950.6A CN110964898A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110964898A true CN110964898A (zh) 2020-04-07

Family

ID=70035632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911328950.6A Pending CN110964898A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110964898A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111270049A (zh) * 2020-04-21 2020-06-12 河南柴油机重工有限责任公司 一种薄壁孔轴类零件高频热处理保护方法
CN112080612A (zh) * 2020-08-10 2020-12-15 南京工业大学 基于电磁感应加热和表面急速冷却的金属件表面残余应力优化方法及装置
CN113755743A (zh) * 2020-06-04 2021-12-07 南通华严磨片有限公司 一种锋利边缘磨片

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102676785A (zh) * 2012-06-08 2012-09-19 荆州环球汽车零部件制造有限公司 一种可淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺
CN104959793A (zh) * 2015-06-29 2015-10-07 安庆市吉安汽车零件锻轧有限公司 一种凸轮轴氩弧重熔生产加工工艺
CN105714028A (zh) * 2014-12-05 2016-06-29 衡阳风顺车桥有限公司 一种减少高频淬火零件变形开裂的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102676785A (zh) * 2012-06-08 2012-09-19 荆州环球汽车零部件制造有限公司 一种可淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺
CN105714028A (zh) * 2014-12-05 2016-06-29 衡阳风顺车桥有限公司 一种减少高频淬火零件变形开裂的方法
CN104959793A (zh) * 2015-06-29 2015-10-07 安庆市吉安汽车零件锻轧有限公司 一种凸轮轴氩弧重熔生产加工工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵欣等: "感应淬火层内的裂纹分析", 《西华大学学报(自然科学版)》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111270049A (zh) * 2020-04-21 2020-06-12 河南柴油机重工有限责任公司 一种薄壁孔轴类零件高频热处理保护方法
CN113755743A (zh) * 2020-06-04 2021-12-07 南通华严磨片有限公司 一种锋利边缘磨片
CN113755743B (zh) * 2020-06-04 2022-05-13 南通华严磨片有限公司 一种锋利边缘磨片
CN112080612A (zh) * 2020-08-10 2020-12-15 南京工业大学 基于电磁感应加热和表面急速冷却的金属件表面残余应力优化方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110964898A (zh) 一种使用压缩空气淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺
CN101476029B (zh) 柴油机凸轮热处理方法
CN103014283B (zh) 一种连铸坯生产水电站用特厚钢板的制造方法
CN104946870A (zh) 一种提高工业汽轮机转子锻件28CrMoNiV钢强度的热处理方法
CN101024870A (zh) 一种低温高强度、高韧性钢及其制造方法
CN102899460A (zh) 马氏体不锈钢锻造模块的热处理方法
CN104087742A (zh) 一种离心复合高铬钢轧辊的差温热处理方法
CN102925903B (zh) 一种压铸模的热处理方法
CN103352108A (zh) 一种h13钢水冷热处理工艺
CN111139345A (zh) 一种钢的热处理方法
CN113862434B (zh) 厚壁超高压容器用35CrNi3MoVR材料的热处理工艺
CN104561504A (zh) 一种整体铸造热轧板带支撑辊的热处理方法
CN102676785A (zh) 一种可淬硬合金铸铁凸轮轴的感应淬火工艺
CN104593573A (zh) 一种高效提升非调质钢强韧性的复合形变热处理强化方法
CN107099767A (zh) 一种***用钻头热处理工艺
CN102181613B (zh) 大型Cr12MoV工件热处理方法
CN102758068A (zh) GCr15钢的热处理方法
CN101538643A (zh) H13钢高压气体分级快冷的淬火工艺
CN103993233A (zh) 一种新型高寿命压铸模具钢及制造铝镁压铸模的工艺方法
WO2019223491A1 (zh) 一种高强度曲轴的制造方法
CN102212664B (zh) 一种不锈钢牵引销的热处理方法
CN104762558A (zh) 一种高强度抗冲击型货架梁用钢及其焊接工艺
CN111676362B (zh) 一种可获得Si系超高强碟簧的淬火-配分-等温淬火热处理新方法
CN111101077B (zh) 一种低成本高耐磨的张减径辊及其热处理工艺
CN114150114A (zh) 一种焊管模具钢的改进热处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200407

RJ01 Rejection of invention patent application after publication