低碳鋼等溫球化退火工藝分析.doc

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1、低碳鋼等溫球化退火防止氧化脫碳的方近幾年來,緊固件行業(yè)非標(biāo)、異型件產(chǎn)品的增多,造成了冷擠壓工藝得到了迅速發(fā)展,由于產(chǎn)品規(guī)格外形各異,這勢必給這些零件的軟化處理帶來了更高的要求。例如,常用的冷鐓鋼線材ML8Ae、ML10、ML15或ML20,以SWRCH8A、SWRCH8A、SWRCH10A、SWRCH15A、SWRCH22A等牌號居多,要求進(jìn)行球化退火,以獲得鐵素體基體上均勻分布的球狀碳化物組織。球化組織硬度低、塑性好,冷作或冷擠壓時不易產(chǎn)生裂紋。　　對于斷面縮減率達(dá)70%?--?85%的零件,若中間退火工藝不當(dāng),不僅不能充分發(fā)揮材料塑性,而且會給冷擠成

2、型帶來諸多困難?！　?.退火工藝　?、?退火前組織?材料ML10鋼,經(jīng)金相檢驗,其組織為鐵素體+片層狀珠光體。硬度為66--72HRB,組織中有成分偏析,其帶狀組織≤3級。?　?、谕嘶鸸に囋囼灐　.等溫退火,900℃×3--5h爐冷,660—650℃等溫4--6h爐冷,晶粒度5--6級,硬度55--58HRB,鐵素體+片狀珠光體,在6000KN油壓機(jī)上冷擠成型時,,壓力不穩(wěn)定,有跳模現(xiàn)象。由于奧氏體化溫度過高,形成的奧氏體成分均勻,減少了珠光體的形核率。因此,獲得的是片層狀珠光體組織,片狀珠光體具有較大的相界面,晶界又是位錯運(yùn)動的最大障礙,加上片狀珠光

3、體中的亞晶界,構(gòu)成很多亞晶粒,阻礙了塑性變形時位錯的運(yùn)動,使位錯滑移受阻,變形抗力上升,塑性下降。　　b.普通退火?900℃×3--5h爐冷至500℃出爐,晶粒度5--6級,硬度56--60HRB,雖可以縮短退火時間,但是冷擠壓一次合格率低,報廢率達(dá)10%以上,并且冷擠件是非不一,有嚴(yán)重擠不足現(xiàn)象,這是由于普通退火時線材隨爐冷卻,各部分冷卻不一致。而過冷奧氏體在連續(xù)冷卻中進(jìn)行,珠光體轉(zhuǎn)變是在一定范圍內(nèi)進(jìn)行的,高溫區(qū)形成珠光體較粗,低溫區(qū)形成的珠光體較細(xì)。這種粗細(xì)不等的珠光體將引起力學(xué)性能的不均勻,不利于零件的冷擠壓?！　.等溫球化退火?760—770℃

4、保溫3--4h,爐冷至660—680℃等溫4--6h至500℃出爐。由于降低了奧氏體化溫度,滲碳體只部分溶解,碳化物呈小球,點(diǎn)狀分布在鐵素體基體上,晶粒度5--7級,硬度50--55HRB。根據(jù)鐵碳狀態(tài)理論,片狀珠光體在保溫過程中,由于其曲率半徑不同,各處的溶解度不同,引起碳的擴(kuò)散,打破了碳濃度的平衡,結(jié)果導(dǎo)致滲碳體的球化,得到有良好冷擠性能的組織,壓力機(jī)壓力穩(wěn)定,冷擠壓尺寸穩(wěn)定,廢品下降至0.5%以下?！　∮纱丝梢?對冷形變量在70%--85%以上的低碳鋼中間退火僅僅控制晶粒度和硬度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,關(guān)鍵在于要控制滲碳體的形態(tài)。一般熱處理手冊和文獻(xiàn)資料中較

5、少低碳鋼球化方面的論述,以為球化主要用于共析、過共析鋼,實踐證實,低碳鋼在等溫球化退火方面具有工藝優(yōu)越性,其塑性良好,冷擠壓冷成型效果明顯。　　3.小結(jié)　　a.當(dāng)冷擠壓形變量在70%以上后,按傳統(tǒng)普通退火工藝后得到片狀珠光體,這樣的組織變形抗力及加工硬化率都較高,不適宜于冷擠壓冷成型。實踐證實,等溫球化退火不僅兼顧了硬度和晶粒度，還考慮了碳化物的形態(tài)，可以充分發(fā)揮低碳鋼的塑性，使冷擠壓冷成型一次合格率達(dá)99.5%以上?！　.低碳鋼球化的關(guān)鍵是控制溫度，加熱溫度一定要控制在Ac1+20--30℃，溫度過高，則退火后便不能得到完全的球狀珠光體，可能為球狀和

6、片狀珠光體的混合物，甚至全部為片狀珠光體。假如加熱溫度過低，則原來組織中的片狀珠光體未能轉(zhuǎn)變，這些都會影響材料的塑性?！　.低碳鋼等溫球化退火也要盡可能采用保護(hù)氣氛保護(hù)，防止氧化脫碳，一般可采用甲醇滴注。