凸輪熱處理裂紋技術(shù)
⑴大型零件淬火殘余應(yīng)力為熱應(yīng)力型：
淬火介質(zhì)的冷卻能力越強(qiáng)、截面尺寸越大、加熱溫度越高,淬火殘余應(yīng)力越大。
⑵應(yīng)力作用方式與開裂原因：
冷卻末期，外層金屬已冷到低溫，內(nèi)部金屬的溫度必然高于外層。當(dāng)其繼續(xù)降溫時(shí)，因伴隨體積收縮受到外層金屬的強(qiáng)力約束，而在中心部位產(chǎn)生三維拉應(yīng)力，最大拉應(yīng)力作
用在截面的中心處。金屬力學(xué)性能理論表明，金屬在三維拉應(yīng)力作用下，大大約束了塑性變形能力，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，極易產(chǎn)生低應(yīng)力脆性斷裂；這就是具有珠光體組織的大
件心部金屬，在熱應(yīng)力型應(yīng)力作用下形成裂紋的根本原因。
⑶斷口特征：
①凸輪短圓柱型：
常為縱向裂開，當(dāng)高度為直徑的兩倍左右時(shí)，有橫斷現(xiàn)象。多見于碳素工具鋼，這些零件中心往往存在網(wǎng)狀滲碳體，降低鋼的強(qiáng)度并沿其擴(kuò)展。
②軸類：
當(dāng)軸向與切向最大拉應(yīng)力超過零件中心處材料的強(qiáng)度時(shí)，首先在該處開裂。隨后在淬火應(yīng)力的作用下，凸輪裂紋分別沿縱向和橫向由內(nèi)向外擴(kuò)展，直到在外表面露出裂紋。但是裂紋也可能終止于內(nèi)部某處成為內(nèi)裂。當(dāng)殘余應(yīng)力足夠大時(shí)，可能在淬火末期自行完全斷開。然而更多時(shí)候是在露出零件表面裂紋的基礎(chǔ)上，通過機(jī)加工等辦法而顯現(xiàn)。在長度遠(yuǎn)大于直徑的時(shí)候，橫斷比縱裂更多見，而且同一零件上可能產(chǎn)生多處橫斷或縱裂。裂紋源通常位于截面中心處，當(dāng)截面中心附近區(qū)域存在冶金缺陷時(shí)，裂紋源才可能偏離截面中心處。
③凸輪齒圈類：
一般為中碳鑄鋼制造，只能形成徑向裂紋。裂源為橫斷面的幾何中心處或鑄造的熱節(jié)點(diǎn)處，并由此通過凸輪齒圈中心的徑向面，由里向外擴(kuò)展，最終裂開。
④炸裂的內(nèi)裂：
炸裂是有傷害危險(xiǎn)的開裂，應(yīng)注意防范。炸裂發(fā)生在冷卻末期以后。
⑤斷口特征：
斷裂面平齊，無明顯塑性變形發(fā)生，呈典型的脆性斷口。
⑷內(nèi)部冶金缺陷的作用：
大件截面中心及其附近，是熱應(yīng)力型應(yīng)力的最大拉應(yīng)力存在和作用的位置，這里又是許多冶金缺陷產(chǎn)生或存在的部位。這些缺陷是重要的促裂、誘裂因素，也是大件淬裂的天
然裂源和直接原因。由于種種原因的制約與影響，目前我國大型鑄鍛件的綜合冶金質(zhì)量還很不理想，因而成為影響大件淬裂的最重要的實(shí)際因素之一。應(yīng)當(dāng)注意的是：存在于大型零件表面上的一切能引起應(yīng)力集中效應(yīng)的因素，在淬火過程中，決無誘發(fā)和促進(jìn)裂紋作用。故此，熱處理之前不必要清除大型鑄鍛件的表面缺陷。
⑸大件淬裂的預(yù)防措施：
①利用熱處理基本應(yīng)力的交互作用和雙重作用特征，設(shè)計(jì)或改進(jìn)大件的淬火工藝；
②利用預(yù)冷降溫的方法；
③淬火冷卻不進(jìn)行到低溫；
④及時(shí)回火注意回火冷卻方法
|
凸輪|凸輪加工
