粉碎机锤片热处理工艺先容

2018-11-08

  粉碎机锤片是设备中重要的零部件,是一个比较容易磨损的部分。其质量的好坏,直接影响着粉碎质量及效率。

  锤片的形状、尺寸、排列方法和制造质量等,对粉碎效率和产品质量有很大影响。目前应用的锤片形状很多,但使用最广泛的是板状矩形锤片。板状矩形锤片形状简单,易制造,通用性好。它有两个销轴孔,其中一孔穿在销轴上,可轮换使用四角来工作。

  目前国内使用的粉碎机锤片材料主要有低碳钢、中碳钢和特种铸铁等。热处理和表面硬化(包括表面渗碳淬火及表面堆焊碳化钨等)能很好地改善锤片耐磨性能、提高锤片使用寿命。

  1.锤片技术要求

  我厂接到客户的锤片尺寸如图1 所示。

图一

  该产品要求材料为中碳钢C45。热处理技术要求为:整体淬火、回火后硬度达45~55HRC。

  2.锤片生产过程及出现的问题

  锤片的生产按照如下工序加工:下料锻件15mm×30mm×1000mm(10件/坯)→正火→校直→铣一大面→校直铣、粗磨长方(两大面留精磨量10mm)→锯断(长91mm)→铣端面(保证88.9mm)→预钻孔(2-¢10mm)并做标识,边心距分别为22.4mm、66.75mm→整体淬火至45~55HRC→喷砂→磨削两大面,保证尺寸9.525mm、平行度﹤0.02mm→磨削Ra=3.2μm面,保证尺寸88.9mm,垂直度﹤0.02mm→车孔→去毛刺。

  产品进入热处理车间后,通过如图2 所示的热处理工艺进行处理。

  图 2

  整个操作过程简单概括为:

  ①使用箱式电阻炉RX-45加热保温。

  ②在淬火装炉前,用石棉绳将两个销孔堵住。

  ③正常装炉,以不叠压为准。

  ④加热过程中滴注甲烷保护气氛,减少产品表面的氧化。

  ⑤出炉时在空气中,预冷10~15s后淬入盐水。

  ⑥根据淬火后的硬度,采用250℃回火2~3h。

  淬火后经检验,硬度检测54~60HRC,产品硬度合格。经过磁粉探伤,发现孔部及端面有裂纹,并且裂纹多数是直线形,且变形度大,裂纹主要表现为:端面裂纹有一定的倾向性,薄壁处直线形裂纹较多;两孔中间部位有个别分叉裂纹。

  3.原因分析及改进方法

  由产品图可以看出,该产品虽然形状比较简单,但是两个销孔的存在导致了孔四周的厚度不均匀,整体淬火存在薄壁处开裂的风险。在热处理过程中,通常为了减少变形和规避开裂风险,一般有以下几种方法:

  (1)用石棉绳堵住销孔(石棉绳因其在火中不燃烧而在热处理中普遍应用),堵住孔后,能减少孔周围薄、厚壁处的冷却速度差,从而减小变形和开裂。

  (2)热处理前在进行机加工时,工艺上加宽产品,缩小孔周围的厚度差。热处理后,再加工掉加宽的余量。

  (3)选用合适的淬火介质。

  (4)选用合理的淬火方式。

  基于上述的分析,大家采用如图3所示的热处理工艺。

  图 3

  整个操作过程可以概括为:

  ①使用箱式电阻炉RX-45加热保温。

  ②在淬火装炉前,用石棉绳将两个销孔堵住。

  ③限制装炉数量,每炉限装30件;(限装数量减少同批次的淬火后的硬度差异)。

  ④加热过程中滴注甲烷保护气氛,减少产品表面的氧化。

  ⑤淬火采用双液淬火方式,先淬火碱后淬油。

  ⑥根据淬火后的硬度,采用200℃回火2~3h。

  淬火后经检验,硬度检测为50~58HRC,产品硬度合格。经过磁粉探伤,有极少数量的开裂,产品的合格率达到97%以上,达到了大家对产品热处理工序的废品率的控制要求。

  4.结语

  对比前后两种热处理工艺,大家不难发现,主要有两点差别:

  (1)对装炉量有所限制。改进后的工艺对装炉量的要求,对于同批次产品来说,减小了淬火后的硬度差异。

  (2)淬火介质和淬火方式不同。盐水的冷却比较快,大家最初就是采用较低温度加热,空气中预冷后在盐水中快冷的方法。但是由于产品薄壁处对冷却速度的不同要求,最终导致了裂纹的产生,造成了一定数量的废品。改进后,大家采用了相反的思路,在较高温度下加热,先用碱液急冷,后入油中缓慢冷却的方法,这种方法虽然对人员的操作要求较高,但大大减少了废品的发生。

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