一种改善碳钢侧挡淬火裂纹的加工方法技术

本发明专利技术涉及一种改善碳钢侧挡淬火裂纹的加工方法，包括如下步骤：S1、锻件结构优化；重新设计并制作侧挡锻造胎具，将两侧凸台位置填满，使其初始锻造的侧挡无尺寸突变；S2、粗加工；S3、整体淬火；S4、确定侧边退火深度，然后进行高频退火处理；S5、精加工至最终尺寸。本发明专利技术通过改进加工工艺，通过避开尺寸突变的手段，有效的解决了淬火裂纹问题。经改进后，后续生产的侧挡无一出现开裂现象，既满足了目前生产状况，可整体淬火，提高工作效率，同时保证了产品质量，避免了大量废品的产生。避免了大量废品的产生。避免了大量废品的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种改善碳钢侧挡淬火裂纹的加工方法


[0001]本专利技术涉及机车侧挡生产
，尤其涉及一种改善碳钢侧挡淬火裂纹的加工方法。

技术介绍

[0002]侧挡是机车车体底架装配上的重要零件，由45号中碳碳素结构钢加工而成，热处理技术要求为：硬度HRC50
‑
55，侧挡本身结构特殊(淬火前尺寸见图1)，在截面φ110与截面φ120夹角处存在尺寸突变，使截面薄厚不均匀，这样就导致侧挡在盐水淬火过程中，薄的部位先进行了马氏体转变，随后，当厚的部位发生马氏体转变时，体积膨胀，给薄的部位以拉应力，并在薄厚连接处产生应力集中，当应力超过工件所能承受的极限后，则会产生裂纹，进而开裂，产生废品，每年造成废品率(淬火裂纹)高达40％左右。
[0003]现有技术中的生产工艺流程一般为锻压
→
加工
→
热处理(整体淬火)
→
总装。在锻压车间采用模锻，锻造后外形接近成品，仅为机械加工留取一定的加工余量，随后送至制造车间进行加工，从行程上看，在制造车间一次性加工到成品尺寸，再送至热处理车间进行淬火处理，热处理采用箱式炉整体加热，工艺为淬火加热温度840℃，加热后盐水冷，回火温度为230℃。但是该种工艺对零件设计的形状突变以及热处理硬度要求，给热处理增加了难度，导致传统热处理方法最终造成了淬火裂纹的批量出现。零件横截面尺寸突变是产生淬火裂纹的一个重要原因，在行业内也是较为棘手的技术问题，有研究尝试采取增加截面圆角的办法，但是效果均不理想。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种改善碳钢侧挡淬火裂纹的加工方法，通过改进锻件尺寸、改进加工流程、并增加感应加热，最终解决侧挡批量淬火裂纹的质量问题。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术所提出的一种改善碳钢侧挡淬火裂纹的加工方法，包括以下步骤：
[0007]S1、锻件结构优化；重新设计并制作侧挡锻造胎具，将两侧凸台位置填满，使其初始锻造的侧挡无尺寸突变；
[0008]S2、粗加工；
[0009]S3、整体淬火；
[0010]S4、确定侧边退火深度，然后进行高频退火处理；
[0011]S5、精加工至最终尺寸。
[0012]进一步的，步骤S3中，整体淬火的加热温度为840℃，保温2小时后采用盐水冷却，回火温度为230℃。
[0013]进一步的，步骤S4具体包括：使用高频感应器对侧挡的加工部位进行高频退火处理，使其侧边从表面至内部7.5mm区域内的硬度降至35
‑
50HRC。
[0014]进一步的，所述高频感应器采用普通单匝高频线圈，通电加热2秒后进行空冷。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0016]45号钢淬火裂纹是业界普遍存在的问题，而尺寸突变引起的淬火裂纹更是棘手的难题，本专利技术通过改进加工工艺，通过避开尺寸突变的手段，有效的解决了淬火裂纹问题。经改进后，后续生产的侧挡无一出现开裂现象，既满足了目前生产状况，可整体淬火，提高工作效率，同时保证了产品质量，避免了大量废品的产生。
附图说明
[0017]图1是现有侧挡淬火前的尺寸结构示意图；
[0018]图2是本专利技术中侧挡改进模锻后的尺寸结构示意图；
[0019]图3是本专利技术中粗加工后侧挡的尺寸结构示意图；
[0020]图4是本专利技术中侧挡高频退火处理的效果示意图；
[0021]图5是本专利技术中精加工后的侧挡最终成品尺寸的结构示意图。
[0022]其中，附图标记：1
‑
侧挡；2
‑
高频感应器。
具体实施方式
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]本专利技术所提出的一种改善碳钢侧挡淬火裂纹的加工方法，工艺流程包括：锻压
→
粗加工
→
热处理(整体淬火+高频退火)
→
精加工
→
总装；如附图2至5所示，具体实施过程如下：
[0025]S1、锻件结构优化；重新设计并制作侧挡锻造胎具，将两侧凸台位置填满，使其初始锻造的侧挡无尺寸突变；经过模锻后的工件尺寸如图2所示；
[0026]S2、粗加工；经结构优化后的侧挡进入制造车间进行粗加工，以往此工序将凸台位置直接加工到量，仅保留约1mm的热处理后精加工余量，而本专利技术将其改为暂时不加工凸台，具体是车削φ126到φ125，φ35到φ30，SR163到SR160，发往热处理车间进行整体淬火处理；粗加工后的尺寸如图3所示；
[0027]S3、整体淬火；整体淬火的加热温度为840℃，保温2小时后采用盐水冷却，回火温度为230℃。
[0028]S4、确定侧边退火深度，然后进行高频退火处理；侧挡淬火后整体硬度一般在51
‑
55HRC，而结构改进后侧边仍需加工，硬度过高会导致工件加工困难，因此需使用高频感应器对侧挡的加工部位进行退火处理，使其侧边从表面至内部7.5mm的区域内的硬度降至35
‑
50HRC范围内；侧挡高频退火的简图如图4所示；其中，高频退火处理在频率为25KHZ的高频淬火机床上进行，所述高频感应器采用普通单匝高频线圈，通电加热2秒后进行空冷。
[0029]S5、精加工至最终尺寸；侧挡经高频退火后，转至制造车间进行精加工，达到最终成品尺寸(见图5)。经试验，加工过程中工件硬度由外到里逐渐加大，接近尺寸时硬度较大，说明高频退火达到理想效果。
[0030]本专利技术的作用原理在于：原有的零件由于存在尺寸突变，使截面薄厚不均，在较薄的部位淬火冷却时先进行马氏体转变而硬化，随后，当较厚的部位发生马氏体转变时，体积膨胀，给薄的部位以拉应力，并在薄厚连接处产生应力集中，当应力超过零件所能承受的极限后，则会产生裂纹，进而开裂。本专利技术通过改进工艺，避免热处理淬火前的零件尺寸突变，使零件薄厚均匀，有效的降低了淬火裂纹的产生。
[0031]本专利技术未详尽事宜皆为公知技术。
[0032]以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善碳钢侧挡淬火裂纹的加工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、锻件结构优化；重新设计并制作侧挡锻造胎具，将两侧凸台位置填满，使其初始锻造的侧挡无尺寸突变；S2、粗加工；S3、整体淬火；S4、确定侧边退火深度，然后进行高频退火处理；S5、精加工至最终尺寸。2.根据权利要求1所述的一种改善碳钢侧挡淬火裂纹的加工方法，其特征在于：步骤S3中，淬火的加热温度为840℃，保温2小时后采用盐水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝坤，徐宝库，孙晓庭，张力新，王宸，
申请(专利权)人：中车大连机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：