模鍛件分模面淬火

在講模鍛件分模面淬火之前，咱們先看看一下連桿模鍛件熱加工流程，它的流程為：下料一制坯一熱模鍛一熱切邊一正火、淬火和回火一噴丸。通常工件在淬火后或酸洗后發(fā)現(xiàn)分型面裂紋和開裂。檢驗宏觀組織發(fā)現(xiàn)，裂紋深度約為5～8mm，表面處(0.50～1.OOmm)呈喇叭形狀，裂紋較直，多為穿晶開裂。連桿是大量生產(chǎn)的典型分模式模鍛件，工件材料為40Cr鋼。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，開式模鍛造結(jié)構(gòu)鋼零件淬火時，易在分型面部位產(chǎn)生裂紋和開裂缺陷，有時高達(dá)30%，造成不少工件開裂失效報廢，經(jīng)濟(jì)損失較大。

模鍛件分型面裂紋開裂缺陷和連桿飛邊形成過程密切相美。金屬充滿型腔時，金屬向阻力最小方向流動，在分型面附近處小范圍內(nèi)發(fā)生金屬形變，其余部分為彈性狀態(tài)，多余金屬形成飛邊，位于分型面區(qū)域。切去飛邊后，分面顯露出大量纖維頭部，微觀觀察每一個纖維頭均是一個顯微缺陷，構(gòu)成一個應(yīng)力集中點，易于在應(yīng)力和外力作用下貫連成大裂紋。在鍛壓正應(yīng)力下，工件中部的缺陷和夾雜物被擠出，匯集于飛邊分型面區(qū)域。硫化物和硅酸鹽類夾雜物呈片狀存在，氧化物和氮化物等呈面狀集團(tuán)式分布，使金屬在分型面產(chǎn)生分層。分析認(rèn)為，金屬充滿型腔后，多余金屬流出橋口時阻力很大，只能從分型面部位向四周流出，致使工件中夾雜物和偏析等缺陷匯集于分型面飛邊區(qū)域，該處因應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，成為明顯的“薄弱區(qū)域”，抗撕裂能力低劣，因而在淬火時高應(yīng)力作用下，很易使裂紋擴(kuò)張形成貫穿式裂紋，進(jìn)而使工件產(chǎn)生開裂破壞失效。

根據(jù)以上分析，高氏淬火設(shè)備生產(chǎn)廠家提出工藝改進(jìn)措施如下：

1.鍛造工藝

(1)制坯和成形時，使金屬盡量從6個方向充滿型腔，對桿件應(yīng)增加桿部長度方向的鍛造變形量。

(2)提高鍛造工藝水平和精確度，減少鍛件飛邊量。

(3)采用較大圓角設(shè)計制造鍛件，減少應(yīng)力集中。

(4)鍛打擊力度加大，增大變形速度，提高鍛件性能和鍛件質(zhì)量。

(5)在減少飛邊量和增大變形速度的條件下，模具橋口設(shè)計宜取下限。

(6)提高終鍛溫度及切邊溫度。

2.熱處理工藝

(1)鍛件成形后不切邊，帶飛邊淬火。這樣沒有纖維露頭和缺陷暴露，保護(hù)并加強了分型面，防止了裂紋萌生。

(2)熱處理后再銑切飛邊。

(3)適當(dāng)提高正火溫度和回火溫度，使工件消除應(yīng)力更好。