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简单分析热剪切机剪刃中频感应加热设备热处理工艺过程

来源:郑州高氏 发布日期:2020-4-17 11:29:59 浏览次数:

某热剪切机剪刃尺寸为400mmx200mmx150mm,剪刃材料为6CrW2Si钢。工件中剪刃和1000℃左右的钢坯件接触,进行中频感应加热设备热处理工艺,同时用冷却水循环冷却。剪刃工作中受高压应力和高温摩擦力作用,同时受到热冲击和热疲劳作用,工作条件较为恶劣。通常剪刃失效形式为磨损刃口和卷刃。因而要求剪刃具有高淬透性,工件加热后剪刃整体强韧性好;要求剪刃导热性好和具有较高热疲劳性能;要求工件刃口具有高热硬性和耐磨性;同时要求刃口处冲击韧度良好。剪刃热处理采用中频感应加热设备处理,热处理后硬度为50HRC左右。生产中发现,一批剪刃热硬性差,工作不久硬度降至36HRC左右,剪刃产生严重卷刃失效破坏,平均寿命仅为5天。针对上述问题,检验分析剪刃失效是由于刃口热硬性和耐磨性差造成的,并采用堆焊工艺修复剪刃刃口,取得了良好效果。

剪刃堆焊前工件脱脂清洗,刃口处打磨并切出10mm*15mm堆焊槽,工件和焊条在300 -50CYC预热2h,然后堆焊。刀体缺陷处用SCrMnMo 焊条修补,然后在电炉中缓冷后,经520℃ xlh两次中频感应加热设备热处理及磨加工成形。堆焊修复剪刃金相组织观察发现,基体组织为均匀索氏体,硬度36.7HRC;熔合区刃口侧呈马氏体特征,但马氏体针较细较短,并有碳化物析出,呈颗粒状分布;刃口处组织呈粗大针状马氏体形貌,加热而呈黑色,硬度为61.2HRC。工件堆焊后,经520℃二次加热处理后硬度较提高1.5HRC,组织为马氏体,残留奥氏体基本消失。

分析认为,6CrW2Si钢剪刃和5CrMnMo焊条中Cr、W、Mo、V合金元素强烈提高堆焊层马氏体耐加热性,同时在520℃回火中,W、Mo、V可生成特殊碳化物,使工件二次硬化。分析观察发现,剪刃中频感应加热设备热处理中析出的碳化物细小、均匀,使剪刃刃口热硬性和耐磨性提高。在处理中,通过碳和合金元素含量的控制,使堆焊刃口具有较好的韧性和高热疲劳性能,满足技术要求对刃口的特殊要求指标。热剪切机剪刃零件采用堆焊和二次热处理修复处理后,工件刃口的热硬性和耐磨性大大提高,剪刃整体强韧性和热疲劳抗力及冲好,剪刃服役寿命从平均5天提高到10天以上,提高1倍多,满足了技术指标和生产产需要,技术经济效益明显。