提高破碎辅刀淬火合格率的工艺方法

提高破碎辅刀淬火合格率的工艺方法
贾啸天
【摘要】主要针对我公司破碎辅刀淬火合格率较低的问题进行分析及研究，通过
改进工艺手段，提高了产品的合格率。

【期刊名称】《金属加工：热加工》
【年(卷),期】2016(000)007
【总页数】2页(P24-25)
【作者】贾啸天
【作者单位】齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司配套工艺处
【正文语种】中文
破碎辅刀结构如图1所示，是我公司生产的PSJ-40型铝锭破碎机中的关键零件，其材质为15CrMn，热处理要求：渗碳厚度1.0mm，淬火、回火后表面硬度达到58HRC。

该件热处理工艺流程为：锻造→正火→机加工→时效→校直→回火→机
加工→渗碳→机加工→淬火→回火→校直→回火。

经过数台份的淬火后发现，辅刀厚度两侧5mm硬度均未达设计要求，硬度较低，为46～56HRC，且变形量较大，校直困难。

产品交检不合格，严重影响了产品质量和生产进度。

本文通过对原工艺及已完工件的分析，对淬火感应器进行改进，从而满足设计要求，提高了产品合格率。

按原工艺淬火后工件普遍存在硬度低、变形大、易开裂、效率低及淬火冷却介质回收难等问题。

具体检测结果如下：辅刀厚度两侧5mm处硬度未达设计要求，硬度
为46～56HRC。

变形量较大，平面最大变形为3～3.2mm，立面最大变形为3.9～ 4.2mm，回火后校直困难。

（1）硬度低由于破碎辅刀淬火面为7.5°斜面，且为平面，采用平面感应器进行操作时电流分散，加热速度慢，导致加热层过深，辅刀淬火面为斜面，感应器的喷水孔不能有效地对厚度两侧进行冷却，导致局部硬度过低。

（2）变形大由于工件形状细长，在加热过程中工件很容易发生变形，感应器需随时调整，工人淬火操作难度大。

（3）易开裂由于设计要求破碎辅刀两侧不允许倒角，淬火过程中因为尖角效应造成尖角处温度高，容易造成开裂。

（4）其他由于工件淬火冷却时为聚乙烯醇喷冷，现有淬火机床没有直接的冷却回收设备，淬火冷却介质直接落到地面，造成浪费。

针对硬度低的问题，通过研究讨论决定，对感应器形状进行改造。

原感应器如图2所示。

改进后感应器如图3所示。

导磁体的作用是改变电磁线方向，以提高感应器的效率，使能量集中到所需加热的零件表面，把外形带有尖角、棱边的突出部分的工件，置于感应器中加热时，若感应器与工件之间的间隙相等，则工件的尖角处通过的磁力线密、感应电流密度大、加热速度快，以致工件尖角处往往产生过热，继而形成尖角效应。

为了避免尖角效应，将工件尖角处感应器的曲率半径加大，使工件与感应器的间隙也适当加大，这样工件各处的加热速度和温度比较均匀。

改进后也能有效避免尖角处降温速度快的问题，同时能增加感应器的冷却能力，减少电流分散，提高加热效率。

经研究在平面感应器上镶装合适导磁体，强化临近效应，提高平面加热的效率，减少工件变形。

制作与淬火面相符合的角度校直工装，减小校直难度。

选择经验丰富的员工操作，能够准确把握尖角处温度，减少开裂倾向，并能及时调整感应器位置，防止感应器与工件相碰，烧化工件。

制作简易工具，使其与感应器喷水孔角度一致，阻挡淬火冷却介质喷洒至回收桶外，减少浪费。

采用以上改进措施对一批零件进行淬火后，检测结果如下：
（1）开裂后加工24件辅刀，无一件有裂纹。

（2）变形从首次试验平面最大变形量3.2mm，立面最大变形量4.2mm，到改进后平面最大变形量为1.9mm，立面最大变形量为2.5mm，有了很大改善。

（3）硬度全部满足设计要求，一次交检合格。

（4）效率首次试验单件淬火需70min，改进后只需30min完成，极大地提高了生产效率。

（5）成本通过改进工艺，有效地控制了淬火冷却介质的浪费，提高产品合格率，很大程度上降低了生产成本。

上述工艺已经成功地应用于实际生产，淬火后一次合格率达到90%以上，极大地
提高了生产效率及产品质量，安装经过改进工艺方法后淬火的破碎辅刀的产品已投入实际生产，现在运行情况良好。