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擺臂軸（圖8-24)是柴油發(fā)動機(jī)上的重要零件之一"工件材料為45鋼。技術(shù)要求熱處理后工件硬度為50 -55HRC，熱處理工藝為：(820 -840)℃x7min鹽浴加熱后，淬入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為lo嚦鹽水(NaCl) 中；回火工藝為(200 -220)℃×60min。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，擺臂軸淬火后常出現(xiàn)邊角處裂紋及剝落，造成產(chǎn)品失效。
檢驗(yàn)分析工件裂紋剝落失效原因發(fā)現(xiàn)，工件淬火前存在殘留應(yīng)力嚴(yán)重，加工后未消除其殘留應(yīng)力，這是造成工件淬火時邊角處出現(xiàn)裂紋的重要原因之一;另一方面，工件淬火中產(chǎn)生了熱應(yīng)力，圖8-25示出了工件淬火中產(chǎn)生了熱應(yīng)力，圖8-25示出了工件淬火加熱時熱應(yīng)力的變化情況；同時，工件淬火時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，由于馬氏體比體積大，產(chǎn)生了體積脹大，轉(zhuǎn)變中出現(xiàn)組織應(yīng)力，工件淬火時因組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生組織應(yīng)力的變化情況如圖8-26所示。實(shí)際上，擺臂軸出現(xiàn)淬火裂紋是由于工件淬火前存在嚴(yán)重殘留應(yīng)力（切削應(yīng)力和切削熱應(yīng)力殘留）加上淬火過程產(chǎn)生的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力疊加的結(jié)果。當(dāng)疊加應(yīng)力超過工件的抗拉強(qiáng)度 時，工件產(chǎn)生裂紋并隨后在邊角處出現(xiàn)剝落，邊角處正是殘留應(yīng)力集中和疊加應(yīng)力高部位，因而該處先開裂剝落，導(dǎo)致工件高部位，因而該處先開裂剝落，導(dǎo)致工件破壞失效。
(1)淬火前，工件進(jìn)行(550～600)℃x3h去應(yīng)力退火，以消除機(jī)加工中產(chǎn)生的應(yīng)力。
(2)適當(dāng)降低工件淬火加熱溫度，減少工件淬火加熱中出現(xiàn)的熱應(yīng)力，減少工件產(chǎn)生裂紋隱患和危險。采用780 -800°C 淬火加熱，工件出現(xiàn)淬火開裂傾向明顯減小。
(3)采用合適的淬火介質(zhì)，要求工件在淬火冷卻開始階段冷卻快，以獲得馬氏體組織，馬氏體轉(zhuǎn)變階段應(yīng)冷卻較緩慢，以減少工件淬火應(yīng)力，避免工件出現(xiàn)開裂缺陷。實(shí)踐表明，采用10%NaCI水溶液冷卻比水淬火開裂傾向小得多，且淬火后組織、性能達(dá)到技術(shù)要求，因而采用10%NaCl淬火介質(zhì)較交好。
(4)淬火后及時回火，消除淬火應(yīng)力，穩(wěn)定組織?；鼗鸸に嚍椋?200一220) ℃ x 60min。
擺臂軸采用上述改進(jìn)工藝后，工件淬火后裂紋缺陷消失，淬火、回火后工件質(zhì)量優(yōu)良，滿足了技術(shù)要求和生產(chǎn)需要，生產(chǎn)運(yùn)行良好。
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