Teleskopinio hidraulinio cilindro medžiagos 27SiMn vamzdžių apdorojimo technologija prieš apdirbimą
Įvadas
Cilindro vamzdis yra pagrindinis elementas, formuojantis vidinę ertmę skysčiui laikyti. Todėl visapusiškas cilindro vamzdžio veikimas, pvz., Atsparumas slėgiui, atsparumas dilimui ir nuovargio stiprumas, vaidina pagrindinį vaidmenį teleskopinio hidraulinio cilindro gyvenime.
Paprastai cilindro vamzdis reikalingas tam, kad jis galėtų atlaikyti slėgį 22MPa (nuolatinis slėgis), net iki 55MPa. Todėl gaminant teleskopinį hidraulinį cilindro vamzdį yra aiškiai apibrėžtos cilindro statinių plieninių vamzdžių techninės sąlygos. Teleskopinio cilindro vamzdis paprastai vykdo šiuos procesus: atleidimo nuo įtempių procesas, terminio apdorojimo proceso normalizavimas, terminio apdorojimo gesinimas ir grūdinimas ir tt skirtingose aplinkose.
1. Vamzdžių teleskopinio cilindro techninės sąlygos
Gaminant 27SiMn medžiagą iš teleskopinių hidraulinių cilindrų, vamzdžio techniniai reikalavimai yra tokie.
1.1 Cheminė sudėtis: C: 0,24 ～ bai0,32 Si: 1,10 ～ 1,40 Mn: 1,10 ～ 1,40 P: ≤0,035 S: ≤0,035 Cu: ≤0,30 Cr: ≤0 ..
1.2 Mechaninės savybės
Tempimo stipris Rm ≥ 860 MPa, takumo jėga ReH≥760MPa; pailgėjimo greitis A5≥12%, susitraukimo greitis Ψ≥40%; smūgio energija AkV2 (20 ℃) ≥39J; kietumas 240∼280HBW
1.3 Proceso našumas
Slėgio bandymas kambario temperatūroje gali atlaikyti 25 ~ 30MPa slėgį (nuolatinis slėgis)
1.4 Metalografijos organizavimas
Dekarburizacijos sluoksnis ≤0.20mm; kalbant apie makrostruktūrą, plieninio vamzdžio bendras laisvumas, centro laisvumas ir segregacija yra ≤2, ir neturėtų būti susitraukimo ertmės, poodinių burbuliukų, baltų dėmių, lupimosi, atsiskyrimo, įtrūkimų ir kitų intarpų. ; Metalografijos struktūra yra grūdintas sorbito + perlitas, 3 lygis.
1.5 Paviršiaus šiurkštumas
Paviršiaus šiurkštumas Rа≤12,5µm
1.6 Geometrijos tikslumas
Vidinio ir išorinio skersmens matmenų tolerancijos yra ± 0,15 mm
2. 2/3/4/5 etapo teleskopinio cilindro vamzdis Užgesintas ir grūdintas terminio apdorojimo procesas
Kad būtų patenkinti sudėtingų aplinkų naudojamų vieno arba dvigubo veikimo teleskopinių hidraulinių cilindrų techniniai reikalavimai, kad vamzdis būtų pakankamai tvirtas, kietas, tvirtas, atsparus slėgiui ir atsparumas nuovargiui, tai yra idealiausias pasirinkimas priimti gesintą ir grūdintą terminį apdorojimą. procesas, siekiant sureguliuoti visapusiškas mechanines medžiagos savybes
2.1 Įprastas gesinimo ir grūdinimo terminio apdorojimo procesas
Norint, kad cilindro vamzdžio vamzdis pasižymėtų puikiomis charakteristikomis, tokiomis kaip didelis stiprumas, didelis kietumas, geras atsparumas dilimui, stiprus plastiškumas, atsparumas aukštam slėgiui, maža deformacija, mažiau anglies išsiskyrimo ir ilgas nuovargio tarnavimo laikas, vamzdžio terminis apdorojimas atliekamas pagal sekantį procesą.
Pagal 27SiMn medžiagos savybes specifinis gesinimo ir grūdinimo terminis apdorojimo procesas yra: kaitinimas iki 910∼920 ℃, palaikymas 35 min., O po to aušinimas vandeniu; tada buvo priimtas grūdinamasis terminis apdorojimas 510∼520 ℃ 180 min.
Po šio terminio apdorojimo vamzdžio paviršiaus šiurkštumas yra 12,5 μm, o dekarburuoto sluoksnio storis yra 0,10 mm; metalografijos struktūra yra grūdinto sorbito + perlito + pusiau tinklelis, juostelė, blokelis, aculiarinis feritas (3 pav.), 5 grūdelių rūšys; atlaikyti 30 MPa slėgį (paskutiniai 10s).
Išanalizuokite testo rezultatus ir gaukite:
① Po to, kai teleskopinis hidraulinio cilindro vamzdis užgesinamas, grūdinamas ir termiškai apdorojamas, tempiamasis stipris, takumo jėga, pailgėjimas, ploto sumažinimas, smūgio energija, paviršiaus apdaila ir dekarburacijos gylis atitinka hidraulinių cilindrų techninius reikalavimus;
② Teleskopinis hidraulinio cilindro vamzdis po gesinimo ir grūdinimo terminio apdorojimo yra labai deformuotas, kuris negali atitikti hidraulinio cilindro techninių reikalavimų;
③ Po to, kai teleskopinis hidraulinio cilindro vamzdis yra termiškai apdorojamas, metalografinė vamzdžio struktūra yra grūdintas sorbitas + pearlitas +, pusiau tinklinis, juostinis, masyvus, aculiarinis feritas, kurio grūdelių dydis yra laipsnis. 5, kuris nepasiekia hidraulinio cilindro statinės lygio. įgūdžių reikalavimas.
2.2 Prasto gesinimo ir grūdinimo terminio apdorojimo proceso priežasčių analizė
2.2.1 Geometrinis plieno vamzdžio tikslumas daro didelę deformaciją
Kai vamzdis užgesinamas esant aukštai temperatūrai, dėl greito aušinimo terpės aušinimo poveikio šiluminis išsiplėtimas ir susitraukimas pasireiškia akimirksniu, o pats vamzdžio liekamasis įtempis yra prastas, dėl kurio vamzdis gali rimtai deformuotis. su tikslia tolerancija po to, kai jie yra užgesinti ir grūdinti. Todėl, norint visiškai pašalinti įtampą ir stabilizuoti struktūrą prieš gesinimą ir grūdinimą, būtina priimti terminį apdorojimo procesą, kuris gali veiksmingai užkirsti kelią vamzdžio deformacijai gesinant ir grūdinant.
2.2.2 Metalografijos organizacija neatitinka reikalavimų
(1) Temperatūra minėto gesinimo ir grūdinimo proceso kaitinimo metu negali atitikti metalografijos struktūros transformavimo reikalavimų. Dėl per žemos gesinimo temperatūros feritas ne visiškai ištirps ir nebus visiškai austenitizuotas. Tokiu atveju atliekamas aušinimas ir gesinimas, todėl masinis feritas, kuris buvo nusodintas prieš gesinimą, palaipsniui didėja mažėjant temperatūrai ir ilgėjant laikui.
(2) Martensito transformacija nėra baigta. Prieš įvykstant martensito transformacijai, austenitas turi būti atvėsintas iki martensito virsmo pradinės temperatūros Ms aušinimo greičiu, didesniu nei kritinis aušinimo greitis. Martensito transformacija skiriasi nuo perlito transformacijos. Atšaldžius austenitą iki bet kurios temperatūros žemiau Ms taško, jo paprastai nereikia skiepyti. Transformacija prasideda iš karto ir vyksta labai greitai, tačiau transformacija greitai sustoja ir negali būti baigta. .
Kad transformacija tęstųsi, reikia žeminti temperatūrą. Kai temperatūra nukrinta iki martensito transformacijos pabaigos temperatūros Mf, martensito transformacija nebegali vykti. Net jei jis atvėsinamas žemiau Mf, martensito transformacijos kiekis nepasiekė 100%, tačiau martensito transformacija sustojo ir yra nebaigtas martensito transformacijos reiškinys. Todėl šiame gesinimo ir grūdinimo procese būtina tinkamai padidinti gesinimo temperatūrą ir laikymo laiką, kad pagreitėtų ir būtų užtikrinta austenito transformacija. Tuo pačiu metu 27 simn vamzdis vėsinant priima vandens purškimą, kad būtų išvengta aušinimo naudojant aušinimo vandens rezervuarą trūkumų (27 simn vamzdis patenka į vandens rezervuarą aušinti iškart po išėjimo iš krosnies, ir jis negali garantuoti, kad martensito transformacijos temperatūra Ms taškas. Kūno transformacija gali tęstis. Martensito transformacija gali būti vykdoma tik nuolatinio aušinimo sąlygomis. Aušinant vandens rezervuarą, vamzdelis tiesiogiai atvėsinamas iki vandens rezervuaro aušinančio vandens temperatūros, kuri negali veiksmingai atspindėti Ms taško). Kadangi šios medžiagos Ms taškas yra 355 ℃, užpurškus vandens, kad jis atvėstų iki šios Ms taško temperatūros, martensitas gali būti efektyviai ir visiškai transformuojamas nuolat purškiant vandenį, nes priešingu atveju bus neužbaigta austenito transformacija ir išlaikyta austenito organizacija
(3) Aušinimo terpė gesinimo metu negali pasiekti greito vamzdžio terminio difuzinio aušinimo efekto. Kai vandentiekio vanduo tiesiogiai naudojamas plieniniam vamzdžiui aušinti, aušinimo greitis yra per greitas, vietinis šalčio susitraukimas yra netolygus, medžiaga struktūroje nėra pakankamai išsklaidyta, vidinis įtempis yra didelis ir vamzdis yra linkęs įtrūkti ir deformacija. Norint, kad gesinimo aušinimo terpė pasižymėtų vienoda aušinimo temperatūra, nedideliu temperatūrų skirtumu ir greitu aušinimo greičiu, bendra gesinimo technologija yra druskos ir kitų mišinių pridėjimas į vandentiekio vandenį, ypač gesinant ir aušinant legiruotąjį plieną. Gesinantis aušinimas patvirtina sūdymo priemones, kurios gali patenkinti skirtingus izoterminės temperatūros ir aušinimo greičio reikalavimus. Todėl, norint pasiekti vienodą temperatūrą, nedidelį temperatūrų skirtumą, greitą aušinimo greitį ir vienodą medžiagos vidinę struktūrą, į aušinimo vandenį reikia pridėti nuo 5% iki 10% pramoninės druskos.
2.2.3 Šildymo ir aušinimo greičio įtaka metalografijos struktūrai ir vamzdžio deformacijai
Šildymo ir aušinimo greitis yra labai svarbus terminio apdorojimo procese. Dideliems ruošiniams, specialios formos detalėms, vamzdžiams ir kt. Yra konstrukcijos defektų, kurie nėra palankūs terminiam apdorojimui. Šildymo ir aušinimo greitis turi būti ribojamas iki tam tikro diapazono, kitaip tai sukels pernelyg didelius temperatūros skirtumus įvairiose ruošinio dalyse ir paskatins ruošinį įkaisti Įtempio deformacijos, šiluminio įtempio ir deformacijos pažeidimai ir tuo pačiu metu gali įtakos austenitizacijos procesui.
(1) Apribokite šildymo greitį. Šildymo greičio ribojimas yra tolygesnė kiekvienos vamzdžio dalies šildymas. Jei kaitinimo greitis bus per greitas, dalis konstrukcijos nebus austenitizuota, o aušinimo pradžioje susidarys troostitas, kuris turės įtakos ne tik austenizacijos tolygumui, bet ir sukels po gesinimo. atsiranda įtrūkimų, o plieninis vamzdis bus deformuotas. Tuo pačiu metu kaitinimo greitis turi įtakos medžiagos mikrostruktūrai. Šildymo proceso metu greitis yra didelis, o antrosios fazės dalis neturi laiko ištirpti.
(2) Padidinkite aušinimo greitį. Atkaitinimo metu aušinimo greitis turėtų būti lėtas, tačiau gesinimo ir aušinimo metu, atsižvelgiant į tai, kad užtikrinama mikro deformacija ir nėra įtrūkimų, tuo greičiau, tuo geriau. Aušinimo greitis tiesiogiai veikia gesinant susidariusią struktūrą, o užgesintą struktūrą martensitą galima gauti tik tam tikru greičiu.
Todėl kaitinimo ir aušinimo greitis tiesiogiai veikia plieninio vamzdžio kristalizacijos greitį ir deformacijos tikimybę. Tik tiksliai kontroliuojant šildymo ir aušinimo greitį šiame terminio apdorojimo procese, galima garantuoti metalurginės metalinės medžiagos struktūrą ir išvengti vamzdžio deformacijos.
2.3 Patobulintas terminio apdorojimo gesinimo ir grūdinimo procesas
Pagal pirmiau pateiktą analizę yra priimamas terminio vamzdžio plieno vamzdžio apdorojimo procesas, siekiant visiškai pašalinti įtampą ir stabilizuoti konstrukciją; tada priimamas plieno vamzdžio gesinimo ir grūdinimo procesas.
Atlikus pirmiau minėtą terminio apdorojimo procesą, mėgintuvėlis išbandomas, o jo geometrinis matmenų tikslumas, tiesumas ir veikimas yra labai geri; vamzdžio paviršiaus šiurkštumas yra 12,5 μm, dekarbonizavimo sluoksnio storis yra 0,15 mm; plieniniame vamzdyje nėra likusio susitraukimo, poodiniai burbuliukai, baltos dėmės, lupimasis, atsiskyrimas, įtrūkimai ir kt., centro poringumas ir segregacija yra 2 lygyje, o metalografijos struktūra yra 3 lygyje (grūdintas sorbitas + feritas ) (7 paveikslas); atlaikyti slėgį 35∼38MPa (trunka 10s).
Po to, kai teleskopinis hidraulio cilindro vamzdis yra termiškai apdorojamas, išskyrus tiesumo pokyčius, kiti išsamūs rodikliai visiškai atitinka hidraulinio cilindro vamzdžio techninius reikalavimus ir pasiekia numatytą tikslą. Plieninio vamzdžio tiesumo pasikeitimo priežastis yra ta, kad dėl likusio įtempio skirtumo kiekvienoje vamzdžio dalyje ir gesinant aukštą temperatūrą, tam įtakos turi greitas aušinimo terpės aušinimas, sukeldamas greitą šiluminį išsiplėtimas ir susitraukimas, dėl kurio plieninis vamzdis užgęsta ir grūdinamas.
Veiksmingos priemonės norint išspręsti rimtą vamzdžio lenkimą po gesinimo ir grūdinimo yra:
Vamzdį reikia iš anksto koreguoti. Užbaigus grūdinimo ir grūdinimo procesą, plieninis vamzdis bus galutinai apdailintas, kad plieninis vamzdis galėtų visiškai atitikti teleskopinio hidraulinio cilindro techninius reikalavimus.
Išvada
Pritaikytas gesinimo ir grūdinimo procesas išlaikė daugybę pakartotinių praktinių bandymų ir atliko analizę bei demonstravimą. Jis visiškai naudoja legiruotąjį plieną, kuriame yra legiruojančių elementų, ir pasižymi stipriomis sukietėjimo savybėmis, priima gesinimo ir grūdinimo procesą, kad pagerintų visapusišką medžiagos eksploatacines savybes, ir prieš gesinimą ir grūdinimą priima vamzdį. Terminio apdorojimo procesas, siekiant visiškai pašalinti įtampą ir stabilizuoti struktūrą pirmajame etape, ir tada taikyti gesinimo ir grūdinimo (gesinimo + grūdinimo) terminį apdorojimo procesą, kad būtų galima sureguliuoti visapusiškas mechanines medžiagos savybes, kad plieninis vamzdis pasižymi dideliu stiprumu, dideliu kietumu, geru atsparumu dilimui, stipriu plastiškumu ir slėgiu. Išsamūs eksploataciniai pranašumai, tokie kaip didelis dydis, mažesnis anglies išsiskyrimas ir nedidelė deformacija, visiškai atitinka teleskopinės hidraulikos techninius reikalavimus