CN101705348A - 一种42CrMo汽车驱动半轴的淬火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种42CrMo合金结构钢制成载重汽车驱动半轴的淬火工艺,采用以下步骤:①采用水作为淬火介质,将水温控制在30~60℃范围内;②将工件加热到淬火温度840±20℃,保温90~120分钟后,放入水中,不停摆动工件,并用压力为0.2~0.4MPa,流速为1~2.5m/s的水流冲击工件;③10~20秒后停止摆动和冲击工件;④工件在水中停留60~120秒后从水中取出,淬火完成。经测试,工件硬度值在HRC52~60范围内,获得的马氏体组织金相评级在37级,符合技术要求。本发明采用水作为淬火介质,利用水来源广、价格低、成分稳定不易变质、对环境无污染的优点,通过淬火工艺控制,在达到淬火效果的同时,降低了生产成本并利于环境保护。
Description
技术领域
本发明涉及金属热处理技术,具体是一种42CrMo合金结构钢制成载重汽车驱动半轴在热处理调质时的淬火工艺。
背景技术
一般金属热处理技术资料上记载,42CrMo合金结构钢制成的工件在淬火时多用20~30#机械油作为淬火介质进行冷却而不用水。这是因为42CrMo的淬透性比较高,由于油的冷却能力低,特别在350℃以下,工件在油中冷却速度很慢,因而减小了工件的变形和开裂。水作为淬火介质,广泛应用在含碳量为0.45%以下的碳钢和低碳合金钢的淬火中,但水在含碳量为0.40%以上的中碳合金钢淬火中并不是理想的淬火介质,图1是合金结构钢42CrMo的C曲线,参看图1,因为水在800~500℃的区间,由于形成蒸汽膜并包围工件,使工件冷却较慢,而这时正是在C曲线鼻尖区的左边,需要快冷。如果冷却慢而进入鼻尖区,将得不到马氏体组织或有软点,达不到淬火的目的。而在不需要快冷的区域,即在350℃以下(42CrMo马氏体的转变点是310℃)水处于沸腾阶段,其冷却速度由于蒸汽膜的破坏而迅速增加,易使马氏体的转变速度也增快,造成极大的组织应力,使工件变形,严重时工件开裂而报废。
机械油作为淬火介质也存在一定的缺点,机械油与炽热的工件接触会是使油气化和分解,产生有害气体和老化,消耗大,需不断过滤旧油,增加新油,而且工件淬火的初始温度为860℃左右,已达到机械油燃点。用机械油淬火易造成火灾必须加大防范,配置足够的灭火器材等,加大生产成本。
水溶液也可用作为淬火介质,水溶液有盐水溶液(5~10%NACL)、碱水溶液(10~15%NAOH)、聚乙烯醇水溶液、聚醚系列水溶液、氯化钙水溶液以及三硝,二硝水溶液等。盐水和碱水溶液用的比较广泛,是比较理想的碳钢介质,淬火后要清洗干净,否则会造成工件腐蚀。其他水溶液不是价高就是不安全或对环境有影响。所以42CrMo材料热处理调质淬火都不推荐水溶液作为淬火介质。
发明内容
本发明的目的是提供一种42CrMo汽车驱动半轴的淬火工艺,采用水作为淬火介质,在达到淬火目的的同时,可降低生产成本,利于环保。
实现上述目的采取的技术方案是:
一种42CrMo汽车驱动半轴的淬火工艺,采用以下步骤:
①采用水作为淬火介质,将水温控制在30~60℃范围内;
②将工件加热到淬火温度840±20℃,保温90~120分钟后,放入水中,不停摆动工件,并用压力为0.2~0.4MPa,流速为1~2.5m/s的水流冲击工件;
③10~20秒后停止摆动和冲击工件;
④工件在水中停留60~120秒后从水中取出,至此淬火完成。
经测试,工件硬度值在HRC52~60范围内,获得的马氏体组织金相评级在3-7级,符合技术要求。
本发明淬火工艺机理:
工件加热到淬火温度后放入介质,不停地摆动工件和用高压高速水流冲击工件,其目的是为了破坏水在800~500℃的区间处于蒸汽膜阶段形成的蒸汽膜,补充低温冷却水吸收热量,从而使工件在高温下迅速冷却,获得马氏体组织,从而达到淬火目的;10~20秒后,淬火处于马氏体转变温度区(300~100℃),此时需要慢冷,而水处于沸腾阶段,已不需要摆动工件和用高压高速水流冲击工件。将水温控制在30~60℃较高范围内,目的是让比较高的水温来保持工件的缓慢降温,防止工件冷却速度过快,使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力,出现工件变形甚至开裂的现象;在60~120秒后从水中取出工件,结束淬火工艺,这时工件温度已降到100℃左右,可利用工件余热进行后序的低温回火,消除工件部分应力,从而取得比较好的调质效果。
本发明与已有技术相比具有的优点:
采用水作为淬火介质,利用水来源广、价格低、成分稳定不易变质、对环境无污染的优点,通过淬火工艺控制,在达到淬火效果的同时,降低了生产成本并利于环境保护。
附图说明
图1是合金结构钢42CrMo的C曲线。
具体实施方式
本例以奔驰双三键汽车驱动半轴为例,对本发明作进一步描述:
产品:42CrMo合金结构钢汽车驱动半轴。
技术要求:表面硬度HRC52~64,金相为马氏体3~7级。
42CrMo材质的载重汽车半轴热处理调质淬火采用连续大批量生产,采用水作为淬火介质,修建了几个水池,构成循环水,即利于控制水温,又节约水资源,淬火工艺步骤为:
(1)将水温控制在45~50℃范围内;
(2)将工件加热到淬火温度840±20℃并保温110分钟后,放入水中,不停摆动工件,并用压力为0.3MPa,流速为1.5m/s的水流冲击工件;
(3)10秒后停止摆动和冲击工件;
(4)在水中停留120秒后将工件从水中取出,淬火完成。
测试结果:硬度值在HRC52~60
金相组织照片:获得的马氏体组织金相评级在3级。
Claims (1)
1.一种42CrMo汽车驱动半轴的淬火工艺,其特征在于:
采用以下步骤:
①采用水作为淬火介质,将水温控制在30~60℃范围内;
②将工件加热到淬火温度840±20℃,保温90~120分钟后,放入水中,不停摆动工件,并用压力为0.2~0.4MPa,流速为1~2.5m/s的水流冲击工件;
③10~20秒后停止摆动和冲击工件;
④工件在水中停留60~120秒后从水中取出,至此淬火完成。
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