Control de deformación del tratamiento térmico de inducción estriado en disco de conexión de gran tamaño

  El tratamiento térmico por inducción tiene las ventajas de un bajo consumo de energía, sin emisiones, sin contaminación, bajo costo y es adecuado para la producción en masa, etc., y se usa cada vez más. Sin embargo, para algunas piezas grandes e irregulares de paredes delgadas, el endurecimiento por inducción tiene un gran problema de deformación. Mi empresa produce un plato de conexión estriado después de que el endurecimiento por inducción existe una gran deformación y tiene cierta deformación cónica, deformación del seguimiento del proceso de acabado para reparar, esto no solo reduce la eficiencia de producción, aumenta el costo de producción, debido a la capa de endurecimiento de la superficie del proceso al mismo tiempo, reduce la tensión de compresión de la superficie, la vida útil del producto. En este documento, al mejorar el proceso de tratamiento térmico por inducción, se resolvieron con éxito los problemas de gran deformación y conicidad después del enfriamiento, y se canceló el procesamiento después del enfriamiento.

1. Descripción general de la placa de conexión y el tratamiento térmico por inducción

La placa de conexión está hecha de 40CrMn, la profundidad de la capa endurecida es de 4.0-6.0 mm y la dureza de la superficie es de 52-60HRC. La estructura de la placa de conexión se muestra en la Figura 1. El proceso tecnológico principal del disco de conexión es el siguiente: corte → forja → normalización → desbaste → templado → ajuste fino → moldeador de engranajes → dientes exteriores rodantes → endurecimiento por inducción → templado → moldeador de engranajes duros.

De acuerdo con el material de la pieza de trabajo, la estructura, los requisitos técnicos relevantes, el equipo, etc., determine la estructura del sensor y el proceso de la placa de conexión. La estructura del sensor se muestra en la Figura 2. El cuerpo del inductor está hecho de placa de cobre puro después del procesamiento mediante doblado y soldadura, el lado interior está cubierto con un cuerpo conductor magnético hecho de lámina de acero al silicio y el extremo inferior está instalado con un dispositivo de pulverización de extinción. La placa de conexión adopta el método de enfriamiento y calentamiento directo. Una vez que se completa el calentamiento, el rociador del sensor se eleva a la posición de calentamiento original para rociar agua para enfriar. Debido al gran tamaño de la placa de conexión, la potencia del equipo existente es baja y la gran área de calentamiento requiere un largo tiempo de calentamiento, hay una gran situación de deformación.

Los elementos de prueba y los resultados de la pieza de trabajo después del templado y revenido por inducción se muestran en la Tabla 1. La dureza cumple con los requisitos, y el cambio del valor M es de aproximadamente 0.10 mm y la redondez es de aproximadamente 0.10 mm. La pieza de trabajo aparece en diferentes grados de deformación elíptica y hay una cierta conicidad de aproximadamente 0.05 mm. Para resolver el problema de la deformación, se adoptó posteriormente un proceso de formación de engranajes duros para reparar la deformación. Después de la reparación, la redondez se controló en alrededor de 0.01 mm, y la forma del diente y la precisión de la dirección del diente podrían alcanzar el nivel 8. La deformación del cono se manifiesta principalmente como una boca ensanchada, con una parte superior pequeña y una parte inferior grande, como se muestra en la FIG. 3.

Tabla 1 Datos de prueba de la placa de conexión después del templado y revenido por inducción

  La placa de conexión después de cortar el endurecimiento por inducción, el endurecimiento por inducción de la distribución de la capa de endurecimiento como se muestra en la figura 4, se puede ver en la distribución de la capa de endurecimiento izquierda capa de endurecimiento más profunda, el extremo derecho de la capa de endurecimiento superficial (bloque después del corte colocado horizontalmente verticalmente, placa de conexión correspondiente del lado superior izquierdo, lado derecho correspondiente a la parte inferior), y la distribución de deformación cónica de los resultados de prueba correspondientes. Para esta pieza, la ranura juega principalmente un papel de conexión, lo que requiere una gran redondez, pero no una gran precisión en la forma del diente. Si el tamaño y la redondez pueden cumplir con los requisitos después del enfriamiento, no es necesario realizar el acabado.

2. Análisis de causas y medidas de mejora

La placa de conexión de la deformación de enfriamiento por inducción causó un gran problema debido principalmente a la estructura de la pieza de trabajo: pieza de trabajo estriada en estructura asimétrica, radios en el extremo inferior de la estriada, estriado de calor de calentamiento por inducción. Calentamiento superficial de la temperatura de enfriamiento, enfriamiento después de la capa de endurecimiento superficial, menos transformación de la microestructura de martensita, pequeña contracción en la dirección circunferencial, por otro lado, la rueda tiene una cierta función de soporte, puede evitar la deformación por contracción de la parte inferior de la estría; y la estría superior está en excelentes condiciones , no está conectado directamente a los radios, no puede transferir calor directamente a los radios, y la conducción de calor de la pérdida de calor es menor, para lograr la profundidad de la temperatura de enfriamiento es relativamente más baja, después de que la capa de endurecimiento por enfriamiento es más profunda, una gran cantidad de transformación de la microestructura de martensita, habló al mismo tiempo de apoyo pequeño, circunf Deformación por contracción en dirección diferencial (ver figura 5), ​​lo que resulta en una gran deformación y la formación de conicidad. Por otro lado, limitado por la pequeña potencia del equipo, es imposible transferir una gran potencia, por lo que es necesario extender el tiempo de calentamiento para alcanzar la temperatura de enfriamiento requerida, y el tiempo de calentamiento más largo aumentará la deformación. Al mismo tiempo, el calentamiento del sensor y el enfriamiento por chorro de agua adoptan una estructura dividida. Una vez que se completa el calentamiento, el rociador debe moverse a la posición de calentamiento para el enfriamiento por chorro de agua. De esta manera, el proceso de movimiento toma un período de tiempo, lo que aumenta la conducción de calor en el extremo inferior y aumenta la deformación.

En vista de las razones anteriores, nuestra empresa decidió adoptar las siguientes medidas de mejora mediante discusión:

(1) El inductor de inyección directa está diseñado, lo que puede realizar el enfriamiento por inyección directa de agua después del calentamiento, acortar el tiempo de intervalo entre el calentamiento y el enfriamiento y ayudar a reducir la deformación. La estructura del inductor de inyección directa se muestra en la Figura 6.

(2) Mejorar el proceso tecnológico, agregar precalentamiento por inducción y procesos de temperatura uniforme. Proceso de precalentamiento de piezas estriadas durante un período de precalentamiento (alrededor de 500 ℃, el control de temperatura de calentamiento no afecta los radios de la organización de masas), la temperatura media puede transferir calor a los radios, hacer que los radios tengan una cierta temperatura, reducir los radios y la estría en la diferencia de temperatura, reducir el estrés térmico y también puede reducir la estría de calentamiento posterior a la transferencia de calor en ambos extremos de los radios, ayudar a aumentar la capa inferior, mejorar la situación de deformación.

3. Confirmación del efecto

Utilice el nuevo diseño del sensor y tome el aumento de la producción del proceso de temperatura de precalentamiento un lote de artefactos, los resultados de la prueba se muestran en la tabla 2, cumpla con los requisitos, la dureza de la superficie del enfriamiento M cambia el control de cantidad de valor dentro de 0.02 mm, control de redondez sobre 0.02 mm , el control de conicidad dentro de 0.01 mm, la redondez y la conicidad se controlan en un rango razonable, cumplen con los requisitos, se pueden instalar después del tratamiento térmico por inducción, no es necesario realizar un seguimiento de la deformación de reparación del moldeador de engranajes duros, engranaje dentado para la prueba Los resultados para lograr más de 9, también cumplen con los requisitos.

Tabla 2 Datos de prueba de la placa de conexión después del templado y revenido por inducción

La distribución de la capa endurecida después de cortar la pieza de trabajo se muestra en la Figura 7. En la Figura 7 se puede ver que la capa de endurecimiento en ambos extremos es más uniforme, lo que mejora en gran medida la distribución de la capa de endurecimiento en comparación con el proceso original. El resultado de detección de la profundidad de la capa de endurecimiento es de 3.5 mm, la estructura del área endurecida es martensita templada y el tamaño de grano es 9, como se muestra en la Figura 8A. La estructura de los radios cerca de la estría fue templada Soxhlet con un tamaño de grano de 8 grados, como se muestra en la FIG. 8b. El aumento de precalentamiento y temperatura uniforme no afectó allí la estructura metalográfica. A través del análisis anterior, se puede ver que los resultados de medición mejorados de tamaño, estructura metalográfica y distribución de capas endurecidas cumplen con los requisitos de diseño.

4. Conclusión

Al mejorar la deformación por enfriamiento por inducción de piezas irregulares de paredes delgadas de gran tamaño, ZHENGZHOU KETCHAN ELECTRONIC CO.,LTD ha mejorado la calidad del tratamiento térmico por inducción del producto, ha reducido la deformación, ha cancelado el proceso de acabado posterior, ha reducido el coste de producción y ha mejorado la eficiencia de la producción, proporcionando así una referencia para la producción de piezas similares.