Teleskopisk Hydraulcylinder material 27SiMn rör bearbetningsteknik före bearbetning
Förord
Cylinderröret är nyckelelementet som bildar den inre håligheten för att innehålla vätska. Därför spelar den omfattande prestanda cylindern fat, såsom tryck motstånd, slitstyrka, och utmattningshållfasthet, en nyckelroll i livet för den teleskopiska hydraulcylindern.
Generellt krävs cylinderröret för att kunna motstå trycket inom 22MPa (kontinuerligt tryck), även upp till 55MPa. Vid framställning av teleskopiskt hydraulcylinderrör är därför de tekniska förhållandena för stålrören för cylinderfaten tydligt definierade. Röret för teleskopiska hydraulcylindrar brukar anta följande processer: avspänning glödgning process, normalisera värmebehandlingsprocessen, släckning och anlöpning värmebehandling process, etc. Röret som produceras av ovanstående värmebehandlingsprocesser har olika tekniska egenskaper och är lämpliga för Hydrauliska cylindrar som arbetar i olika miljöer.
1 Tekniska villkor för rörteleskopcylinder
Vid tillverkning av 27SiMn-material till produkthydraulcylindrar är de tekniska kraven för röret följande.
1.1 Kemisk sammansättning: 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 Mekaniska egenskaper
Draghållfasthet Rm≥860MPa, avkastningsstyrka ReH≥760MPa; töjningshastighet A5≥12%, krympningshastighet ion≥40%; slagenergi AkV2(20°C)≥39J; hårdhet 240∼280HBW
1.3 Processprestanda
Tryckprovning vid rumstemperatur tål 25~ 30MPa tryck (kontinuerligt tryck)
1.4 Metallografisk organisation
Avkolningsskikt ≤0,20mm; när det gäller makrostruktur, den allmänna glapp, centrum glapp, och segregering av stålröret är ≤2, och det bör inte finnas någon krympning hålighet, subkutan bubblor, vita fläckar, peeling, delaminering, sprickor och andra inneslutningar. ; Den metallografiska strukturen är tempererad sorbit + pearlite, nivå 3.
1.5 Ytbehandla grovhet
Ytjämnhet Rа≤12,5μm
1.6 Geometrins noggrannhet
De dimensionella toleranserna för de inre och yttre diametrar är båda ±0.15mm
2 2/3/4/5 Stage TeleskopcylinderRör Släckt och tempererat värmebehandlingsprocessen
För att uppfylla de tekniska kraven för enkel- eller dubbelverkande teleskopiska hydraulcylindrar som används i komplexa miljöer, för att få röret att ha tillräcklig styrka, hårdhet, seghet, tryckhållfasthet och utmattningsmotstånd, är det det mest idealiska valet att anta en släckt och tempererad värmebehandlingsprocess för att justera materialets omfattande mekaniska egenskaper
2.1 Konventionella quenching och anlöpning värmebehandlingsprocessen
För att göra röret för cylinderröret har utmärkta egenskaper såsom hög hållfasthet, hög hårdhet, bra slitstyrka, stark plasticitet, högtrycksbeständighet, liten deformation, mindre avkolning och lång utmattningslivslängd, är röret värmebehandling genomförs enligt följande process.
Enligt egenskaperna hos 27SiMn materialet, den specifika släckning och anlöpning värmebehandlingsprocessen är: uppvärmning till 910∼920°C, anläggning för 35min och sedan vattenkylning; sedan anta anlöpning värmebehandling vid 510∼520°C för 180min.
Efter denna värmebehandling är rörytans ojämnhet 12,5μm, och tjockleken på det avkolade skiktet är 0,10mm; den metallografiska strukturen är tempererad sorbit + pearlite + semi-nätverk, remsa, block, acicular ferrit ( Figur 3), 5 sorters kornstorlek; tåla tryck på 30 MPa (senaste 10s).
Analysera testresultaten och få:
(1) Efter teleskopiska hydraulcylinder röret är släckt och tempereras och värmebehandlas, den draghållfasthet, avkastning styrka, töjning, minskning av arealen, slagenergi, ytjämnhet, och djup av avkolning alla uppfyller de tekniska kraven för hydrauliska cylindrar;
(2) Teleskophydraulcylinderns rör deformeras allvarligt efter släckning och anlöpning av värmebehandling, som inte kan uppfylla de tekniska kraven för hydraulcylindern;
(3) Efter det teleskopiska hydraulcylinderröret genomgår släckning och anlöpning värmebehandling, är den metallografiska strukturen av röret tempereras sorbit + pearlite + semi-reticulate, band, massiva, acicular ferrit, med en kornstorlek av grad 5, som misslyckas med att nå nivån på den hydrauliska cylinder fat. kompetenskrav.
2.2 Analys av orsakerna till den dåliga effekten av släckning och anlöpning värmebehandlingsprocessen
2.2.1 Stålrörets geometriska noggrannhet ger allvarlig deformation
När röret är släckt vid hög temperatur, på grund av effekten av den snabba kylningen av kylmediet, fenomenet termisk expansion och kontraktion sker omedelbart, och den kvarvarande stressen i röret själv är dålig, vilket resulterar i allvarliga deformation av röret med noggrann tolerans efter att släckt och tempered. Därför är det nödvändigt att anta en värmebehandlingsprocess för att helt eliminera stress och stabilisera strukturen innan släckning och anlöpning, vilket effektivt kan förhindra deformation av röret under släckning och anlöpning.
2.2.2 Metallografisk organisation uppfyller inte kraven
(1) Temperaturen under uppvärmning av ovanstående släcknings- och anlöpningsprocess kan inte uppfylla kraven på metallografisk strukturomvandling. För låg släckningstemperatur kommer att leda till att ferriten inte helt löses upp och inte helt austenitiseras. I detta fall utförs kylning och släckning, så att den massiva ferriten som har fällts ut innan släckning gradvis ökar med temperaturminskningen och förlängningen av tiden
(2) Martensitomvandlingen är inte fullständig. Austeniten måste kylas till martensittransformationens starttemperatur Ms vid en kylhastighet som är större än den kritiska kylhastigheten innan martensittransformation kan inträffa. Martensite omvandling skiljer sig från pearlite omvandling. När austenit kyls till någon temperatur under Ms punkt, det i allmänhet inte behöver inokuleras. Omvandlingen startar omedelbart och fortsätter mycket snabbt, men omvandlingen stannar snabbt och kan inte slutföras. .
För att omvandlingen ska kunna fortsätta måste temperaturen sänkas. När temperaturen sjunker till martensit omvandlingen sluttemperatur Mf, kan martensit omvandlingen inte längre fortsätta. Även om det kyls under Mf, har martensit omvandlingsmängden inte nått 100%, men martensit omvandlingen har slutat, och det finns en ofullständig martensit omvandling fenomen. Därför är det i denna quenching och anlöpningsprocess nödvändigt att på lämpligt sätt öka släcktemperaturen och hålla tid för att accelerera och säkerställa austenittransformationen. Samtidigt antar 27 simn röret vattenspray kylning vid kylning för att undvika nackdelarna med kylning med en kylvattentank (den 27 simn röret går in i vattentanken för kylning omedelbart efter att ha ut ur ugnen, och det kan inte garantera martensitomvandling temperatur Ms punkt. Kroppsförvandlingen kan fortsätta. Martensitomvandlingen kan endast utföras under villkora av fortlöpande kyla. När vattentanken kyls kyls röret direkt till temperaturen på vattenbehållarens kylvatten, som inte effektivt kan återspegla Ms-punkten). Eftersom Ms punkt av detta material är 355 ° C, efter sprutning vatten för att svalna till denna Ms punkt temperatur, kan martensiten effektivt och helt omvandlas under förutsättning av kontinuerlig vattensprutning, annars kommer det att finnas ofullständig austenit omvandling och behöll austenit organisation
(3) Kylmediet kan inte uppnå den snabba termiska diffusionskylningseffekten av röret vid släckning. När kranvatten direkt används för att kyla stålröret, är kylhastigheten för snabb, den lokala kallkrympningen är ojämn, ämnet i strukturen är inte tillräckligt diffust, den inre stressen är stor, och röret är benägen att spricka och deformation. För att göra släckningskylningsmediet har egenskaperna av enhetlig kyltemperatur, liten temperaturskillnad, och snabb kylhastighet, är den allmänna släckningstekniken att tillsätta salt och andra blandningar i kranvatten, särskilt i släckning och kylning av legerat stål. Släckningskylningen antar saltningsåtgärder, som kan tillfredsställa Olika isotermiska temperatur- och kylhastighetskrav. Därför är det nödvändigt att lägga till 5% till 10% av industrisalt till kylvattnet för att uppnå effekterna av enhetlig temperatur, liten temperaturskillnad, snabb kylhastighet, och enhetlig inre struktur av materialet.
2.2.3 Inverkan av värme- och kylhastighet på den metallografiska strukturen och deformationen av rör
Värme- och kylhastigheten är mycket kritisk i värmebehandlingsprocessen. För stora arbetsstycken, specialformade delar, rör etc. finns konstruktionsdefekter som inte är beknäcka för värmebehandling. Värme- och kylhastigheterna behöver begränsas till ett visst intervall, annars kommer det att orsaka alltför stora temperaturskillnader i olika delar av arbetsstycket och göra så att arbetsstycket värms upp Stressdeformationsskador, termisk stress och deformation, och kan samtidigt påverka om austenitiseringsprocessen är klar.
(1) Begränsa uppvärmningshastigheten. Begränsa uppvärmningshastigheten är att värma varje del av röret mer enhetligt. Om värmehastigheten är för snabb, kommer en del av strukturen inte vara austenitized, och troostit kommer att bildas i början av kylning, som inte bara kommer att påverka enhetligheten i austenitization, men också orsaka efter släckning Kornen är grova, även intergranular sprickor visas, och stålröret kommer att deformeras. Samtidigt påverkar värmehastigheten materialets mikrostruktur. Under uppvärmningsprocessen är hastigheten snabb, och en del av den andra fasen har ingen tid att lösa upp.
(2) Öka kylhastigheten. Under glödgning bör kylhastigheten vara långsam, men under släckning och kylning, under förutsättningen att säkerställa mikro deformation och ingen sprickbildning, desto snabbare desto bättre. Kylhastigheten påverkar direkt den struktur som bildas genom släckning, och den släckta strukturm martensiten kan endast erhållas med en viss hastighet.
Därför påverkar värme- och kylhastigheten direkt kristalliseringshastigheten och deformationssannolikheten för stålröret. Endast genom att noggrant kontrollera värme- och kylhastigheten i denna värmebehandlingsprocess kan metallmaterialets metallurgiska struktur garanteras och rörets deformation kan undvikas.
2.3 Förbättrad quenching och anlöpning värmebehandlingsprocessen
Enligt ovanstående analys, värmebehandlingsprocessen för stålröret för rör för att helt eliminera stress och stabilisera strukturen antas; därefter antas släcknings- och anlöpningsprocessen för stålröret.
Efter ovanstående släckning och anlöpning värmebehandlingsprocessen, är röret testas, och dess geometriska dimensionella noggrannhet, rakhet och prestanda är mycket bra; röret ytjämnhet är 12.5μm, tjockleken av avkolningsskiktet är 0.15mm; stålröret har ingen kvarvarande krympning, subkutana bubblor, Vita fläckar, peeling, delaminering, sprickor etc., centrum porositet och segregation är alla på nivå 2, och den metallografiska strukturen är på nivå 3 (härdat sorbit + ferrit) (figur 7); tåla tryck 35∼38MPa( Varar 10s).
Efter att teleskopcylinderröret genomgår quenching och anlöpning av värmebehandling, förutom förändringen av rakheten, uppfyller de andra omfattande indikatorerna fullt ut de tekniska kraven för det hydrauliska cylinderröret och uppnår det förväntade syftet. Anledningen till förändringen i rakheten i stålröret är att på grund av skillnaden i kvarvarande stress i varje del av röret, och under hög temperatur släckning, det påverkas av den snabba kylningen av kylmediet, orsakar omedelbar termisk expansion och sammandragning, vilket gör att stålröret att böja efter släckning och anlöpning.
De effektiva åtgärderna för att lösa den allvarliga böjningen av röret efter släckning och anlöpning är:
Röret måste genomgå preliminär förkorrigering. Efter att släcknings- och anlöpningsprocessen är avslutad kommer stålröret att utsättas för slutlig efterbehandling så att stålröret helt kan uppfylla de tekniska kraven för den teleskopiska hydraulcylindern.
Slutsats
Den justerade släcknings- och anlöpningsprocessen har klarat många upprepade praktiska tester och genomfört analys och demonstration. Det ställer till fullo med det legerade stål som innehåller legeringselement och har starka härdbarhetsegenskaper, antar släcknings- och anlöpningsprocessen för att förbättra materialets omfattande prestanda, och antar röret innan släckning och anlöpning. Värmebehandlingsprocessen för att helt eliminera stressen och stabilisera strukturen i det första steget, och sedan anta släckning och anlöpning (släckning + anlöpning) värmebehandlingsprocessen för att justera de omfattande mekaniska egenskaperna hos materialet, så att stålröret har hög hållfasthet, hög hårdhet, god slitstyrka, stark plasticitet, och tryck Omfattande prestandafördelar såsom stor storlek , mindre avkolning, och lätt deformering, helt uppfylla de tekniska kraven för teleskophydra