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卡爪是車床卡盤上的重要零件，卡爪材料為45A鋼，它在工作過程中要承受較大的摩擦力，所以生產(chǎn)廠家多采用高頻感應(yīng)加熱電源對(duì)其進(jìn)行淬火熱處理。但是，工件整體淬火后，部分卡爪出現(xiàn)縱向開裂，裂紋深達(dá)12mm，并造成部分開裂處脫落，使工件報(bào)廢。為此，全面檢驗(yàn)分析卡爪裂紋特征與原因，并提出工藝改進(jìn)措施至關(guān)重要。
45A鋼卡爪化學(xué)成分分析發(fā)現(xiàn)，此批卡爪碳含量偏高，此碳含量的工件淬火加熱溫度應(yīng)為805-830℃，這批卡爪仍按820 -840℃正常工藝加熱，故加熱溫度偏高，工件很易出現(xiàn)開裂?？ㄗσ蟊砻嬗捕葹?3-58HRC，檢驗(yàn)表明，工件硬度偏低且硬度不均。這主要是由于工件冷卻時(shí)蒸汽膜階段過長，冷速小，冷卻不均造成卡爪硬化層淺和出現(xiàn)軟點(diǎn)。金相試樣取自不同部位，齒面部分組織為馬氏體，齒下12mm處組織為鐵素體+托氏體，齒側(cè)面組織為淬火馬氏體+回火馬氏體。不同部位形成不同組織，主要是由于冷卻條件和冷速不同造成的。
分析認(rèn)為，卡爪產(chǎn)生裂紋和開裂除因工件碳含量偏高，淬火溫度偏高易出現(xiàn)裂紋因素外，主要由于在300-100℃馬氏體轉(zhuǎn)變范圍冷速過快，很易使工件產(chǎn)生嚴(yán)重畸變和開裂。從工件結(jié)構(gòu)看，卡爪結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，齒部和棱角處是應(yīng)力集中和強(qiáng)度薄弱處。馬氏體轉(zhuǎn)變中，該處塑性急劇下降，組織應(yīng)力增大，往往出現(xiàn)裂紋。裂紋產(chǎn)生是表面切向拉應(yīng)力造成的，而縱向裂紋出現(xiàn)是由于馬氏體轉(zhuǎn)變后期形成大的組織應(yīng)力造成的。
根據(jù)以上分析，防止措施如下：
(1)控制工件材料成分符合技術(shù)要求，如碳含量偏高，應(yīng)調(diào)整高頻感應(yīng)加熱電源淬火時(shí)的加熱溫度，防止工件裂紋。
(2)卡爪淬火冷速高，易使工件開裂。宜采用冷速較緩的水溶性淬火介質(zhì)，減少和避免工件出現(xiàn)淬火裂紋和開裂。
(3)卡爪結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，易出現(xiàn)淬火裂紋和畸變。為此，應(yīng)從零件合理的材料選擇和加工等方面進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化，如卡爪可采用合金結(jié)構(gòu)鋼制造。
開裂作為工件熱處理中常見、嚴(yán)重的缺陷，其對(duì)工件的質(zhì)量有很大的影響，因此掌握其預(yù)防措施至關(guān)重要。本文簡單介紹了卡爪產(chǎn)生開裂缺陷的原因以及其預(yù)防措施，希望會(huì)對(duì)大家有幫助。如果你有更好的預(yù)防措施，可以和我們一起分享下。
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