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蝸桿在使用過程中有裂紋產(chǎn)生甚至有斷裂傾向，這對(duì)安全生產(chǎn)有很大的危害。蝸桿工藝要求:蝸桿齒部硬度大于45HRC,芯部硬度不大于30HRC。原熱處理工藝采用20Cr鋼經(jīng)滲碳后鹽爐淬火。金相分析發(fā)現(xiàn)：蝸桿表面硬度符合工藝要求,但是芯部硬度偏高，很明顯滲碳時(shí)的碳已擴(kuò)散到芯部,使芯部硬度偏高韌性不足內(nèi)應(yīng)力增大,內(nèi)應(yīng)力增大等是產(chǎn)生裂紋和斷裂傾向的根源；而且我們認(rèn)為20Cr滲碳后鹽爐淬火這樣的二步熱處理生產(chǎn)成本比較高且變形量大，淬火后變形量大往往需要再增加一道校直工序,使生產(chǎn)周期和成本進(jìn)一步提高。
第一種熱處理工藝:鹽爐加熱溫度840～850℃，保溫10min，水冷，低溫回火。金相分析和硬度測試:蝸桿齒根部硬度都在50HRC以上,淬硬層深度約2.5mm。磁粉探傷和金相分析發(fā)現(xiàn)大部分蝸桿有細(xì)小裂紋,裂紋都位于齒根部，平均長度4～5mm，這是因?yàn)槲仐U齒根部的直徑正好處于45鋼常規(guī)淬火危險(xiǎn)尺寸范圍內(nèi)。
第二種熱處理工藝:鹽爐亞溫加熱780～790℃，保溫10min，水冷，低溫回火。金相分析和硬度測試:蝸桿齒部硬度都在45HRC以上，淬硬層深度約2mm，顯微硬度檢測發(fā)現(xiàn)硬度梯度分布合理。磁粉探傷檢測和金相分析均未發(fā)現(xiàn)蝸桿有淬火裂紋。
第三種熱處理工藝:鹽爐加熱溫度840～850℃，零保溫1~2min，水淬油冷，低溫回火。金相分析和硬度測試:蝸桿齒部硬度都在45HRC以上，淬硬層深度約2mm。顯微硬度檢測發(fā)現(xiàn)硬度梯度分布合理。磁粉探傷檢測和金相分析同樣未發(fā)現(xiàn)淬火裂紋。
試驗(yàn)結(jié)果證明45鋼蝸桿采用降低淬火加熱溫度或減少保溫時(shí)間二種熱處理方法都能達(dá)到工藝要求。45鋼蝸桿亞溫加熱淬火之所以沒裂紋且硬度合格，這是因?yàn)槲仐U齒表面剛達(dá)到淬火溫度而蝸桿齒芯部尚未達(dá)到淬火溫度不發(fā)生相變。同樣45鋼蝸桿零保溫鹽爐淬火之所以沒有裂紋且硬度合格，我們認(rèn)為蝸桿在840～850℃加熱時(shí)，齒表面快速升溫，當(dāng)表面達(dá)到淬火溫度時(shí)，齒芯部同樣還處在相變點(diǎn)以下，這時(shí)淬火避開了45鋼淬火裂紋的危險(xiǎn)尺寸區(qū)域，而且變形小。其次水淬、油冷分級(jí)淬火，減小了淬火應(yīng)力，減少了淬火開裂傾向。
但是這二種淬火工藝也有一定局限性：鹽爐亞溫加熱和零保溫淬火時(shí)，蝸桿齒表面或因?yàn)榧訜釡囟容^低或因?yàn)楸貢r(shí)間幾乎為零，因而晶粒都比較細(xì)小且淬硬層區(qū)尚有少量未轉(zhuǎn)變的鐵素體，所以這二種工藝最好用于表面硬度45～50HRC、對(duì)變形要求比較高的零部件，另外那些尺寸正好處于45鋼淬火裂紋危險(xiǎn)尺寸的零部件，也可以使用亞溫加熱淬火和零保溫淬火工藝以避免產(chǎn)生淬火裂紋。
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