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    3Cr13馬氏體不銹鋼的加工

    2018-12-11   來源:   點擊數:9次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港辦公室獲悉:該零件形狀不復雜,尺寸精度等級為IT8級,表面粗糙度Ra1.6,技術要求不高,材料選用了3Cr13不銹鋼,主要是考慮自動繅絲機的工作環境等因素。3Cr13屬馬氏體不銹鋼,其材料強度、硬度比正火狀態45鋼高。按普通碳鋼(45鋼)的工藝方法對零件進行加工,結果車刀磨損嚴重,生產率低,零件表面粗糙度達不到要求,特別是加工M12的內螺紋時,絲錐極易磨損,還經常“咬死”在螺紋孔中,出現絲錐崩刃或折斷現象,其結果不但影響產品質量,也加大了生產成本。為此,針對3Cr13材料加工出現的問題,通過材料性能對比與分析,探索新的加工方法,經過反復試驗,取得了一些成功的經驗。
      
      般稱為不銹鋼。
      
      1材料對比及分析在腐蝕介質中具有較高抗腐性能的鋼,即含Cr大于12%、含Ni大于8%的合金鋼,不銹鋼按其化學成分可分為兩類,即鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼,3Cr13屬于鉻不銹鋼。
      
      附表45鋼、3Cr13不銹鋼的化學成份和機械性能牌號化學成份機械性能抗拉強度(MPa)屈服點伸長率收縮率沖擊率硬度45鋼附表是45鋼和3Cr13不銹鋼的化學成份及機械性能對比表。比較45鋼(正火)與3Cr13不銹鋼的機械性能,3Cr13鋼的強度、性等指標均比45鋼高,是一種強度高、塑性好的中碳馬氏體不銹鋼。通過對端部擋圈加工過程跟蹤觀察,以及材料切削性能對比,可以排除刀具質量問題,分析比較后基本確定了產生質量問題的主要原因:加工硬化嚴重,切削抗力大。依據零件材料強度、硬度對切削加工性的影響,3Cr13和45鋼的切削力應該相差不太大。但是,由于3Cr13不銹鋼經切削加工后的表面硬度,比未經加工硬化的其他部分硬度高本:2006―03―01 1魂者琳(Aae男il%授主要研究方向為c機械制造工藝和特種加工Allrightsreserved. 1.4~2.2倍。3Crl3材料加工硬化,剪切滑移區金屬材料的切應力增加,使總的切削抗力增大,單位切削力比正火狀態45鋼約高25%.加工硬化越嚴重,加工切削力越大,切削性能越差,刀具越容易磨損。
      
      套拉過盈量套拉過盈量是指不銹鋼管與碳鋼芯的半徑之和與拉絲模開口半徑的差值,此即單邊過盈量。本試驗所采用的碳鋼芯直徑為10mm,不銹鋼管的內壁為10mm,壁厚為0. 4mm,直徑和為10. 8mm.試驗中米用二種不同的拉絲模直徑,分別為10.7mm、10. 5mm,對應的單邊過盈量分別為0. 0.10mm和0.15mm.試驗結果表明:在其它條件一定的情況下,過盈量不同,套拉效果存在很大的差異,結果如表2所示。
      
      中國鋼管信息港辦公室獲悉:過盈量影響效果單邊過盈量(mm)收緊力(N)表面出現微裂紋從表中易看出,隨著過盈量的增大,收緊力明顯增大,這表明結合緊密程度高,但是過大的過盈量會破壞復合型材的表面質量。經過多次重復。可以看出,測量結果與用經驗公式計算的結果相當吻合,誤差均控制在5%以內,因此所建立的經驗公式符合實際情況。
      
      收緊力一套拉速度經驗公式檢驗表套拉速度(m/s)計算值(N)實測值(N)相對誤差(%)僅由公式可以看出,收緊力是隨套拉速度單調遞增的函數,因此套拉速度是越大越好,但是理論分析及試驗結論卻表明:套拉速度對收緊力的影響是由于熱脹冷縮的緣故。套拉速度快,成形溫度高,熱預應力收縮效果好,但是太快又會降低碳鋼芯/不銹鋼復合型材表面質量并出現裂紋,最終破壞成品。當套拉速度超過7m/min時,復合型材表面質量明顯降低,試驗表明套拉速度選取6mmin為宜。
      
      套拉潤滑劑在保證碳鋼芯不銹鋼復合型材的表面質量中起關鍵作用。通過采用專用配制的無酸洗套拉潤滑劑配合套拉前的專用無酸洗碳鋼精整潤滑劑來改進工藝。冷拔(套拉)前傳統工藝一般為:外表面附著部分硫酸水溶液,若將管直接放入冷水槽內清洗,不僅污染環境,且殘酸帶入磷化池內形成ZnS4影響磷化層質量,延長磷化時間,加長生產周期。試驗中通過研制專用套拉潤滑劑來解決傳統拉拔工藝潤滑所存在的問題。
      
      中國鋼管信息港辦公室獲悉:首先對傳統工藝進行分析:在傳統冷拔工藝中,對制件坯料熱處理的目的是要降低坯料硬度、強度,保證坯料內部組織均勻性,同時提高其塑性;工序間退火是為了消除上步工序中的加工硬化;對制件坯料酸性處理是為了祛除表面氧化皮及其它雜物,為磷化和皂化提供清潔表面;磷化和皂化目的是為使制件坯料表面產生一層致密而牢固的膜,使得在高壓應力狀態下制件與模具成型表面不發生粘結現象;潤滑劑作用是為了讓工件進入模具時減少對模具的磨損并有利于成形。所以只要能找到一種物質,使之在制件與模具成形表面形成一層“膜”,在成形的那一瞬間將制件與模具成形面隔開,那么就可以代替磷化皂化工藝,簡化工序流程,減少環境污染。
      
      酸洗T9清水清磷化③皂化。T在酸洗后鋼丨管內ish瞬孤bookmark1為此,試驗中研制了一種與套拉前無酸洗專用碳鋼精整潤滑劑相配套的無酸洗專用套拉潤滑劑:主要潤滑介質為二硫化鉬(MqS2)粉末,以20號機劑作為載體,另外添加微量極壓抗磨添加劑TCP(磷酸三甲酚酯)或ZDTP(二烷基二硫代磷酸鋅)。天然的二硫化鉬是從輝鉬礦提純得到的礦物質,屬六方晶系的層狀結構。M0S2晶體是由S-M-S三個平面層組成的單元層,單元層內部每個鉬原子被三棱形分布的硫原子包圍,靠強共價鍵聯系在一起,單元層之間靠弱分子間作用力連接,極易從層與層之間斷裂。MS2與金屬表面有很強的結合力,能形成牢固的潤滑膜。用20號機劑作二硫化鉬的溶劑,將二硫化鉬摻和在20號機械劑中攪拌,制件坯料在這種套拉潤滑劑中浸泡一下入模成形,該浸泡工藝相當于傳統工藝中的涂潤滑劑工序,由于摻和了二硫化鉬,可省去磷化皂化工序。因為二硫化鉬本身就是一種固體潤滑劑,能在被潤滑物體表面形成潤滑膜物質。一般液體潤滑劑(如20號機械劑)在高壓應力和一定溫度下潤滑作用喪失,而二硫化鉬則不一樣,它的顆粒極為細小,制件與模具成形表面總存在著不同程度的表面粗糙度,就形成了存儲二硫化鉬的小倉庫,在擠壓成形的那一瞬間,二硫化鉬隨著液體潤滑劑從成形過程的縫隙中擠走一部分,留下一層,高壓應力與溫度對它的潤滑作用破壞性不大,在擠壓成形成了一層“膜”,使得制件與模具不會因高壓應力而粘結起來。專用套拉潤滑劑在無酸洗條件下將套拉模具的使用壽命大大延長,同時更好地保證了碳鋼芯不銹鋼復合型材的質量,特別是表面質量,滿足生產使用要求,并且減少甚至消除對環境的污染。試驗結果如表5所示。
      
      無酸洗專用套拉潤滑劑與傳統潤滑劑對復合型材表面質量影響對比表潤滑粉種類復合型材表面粗糙(Ra)傳統潤滑劑套拉專用潤滑劑本文提出采用一種有別于傳統焊接工藝的預應力套拉成形技術來加工碳鋼芯不銹鋼復合型材。成形工藝采用了獨創的熱預應力冷縮收緊技術,設計并制造了預應力精整收緊裝置,通過試驗優化成形工藝參數,使外層不銹鋼緊密復合在碳鋼芯表面,解決碳鋼芯與不銹鋼帶材的連續壓合的緊密性和穩定性問題。采用專門配制的配套潤滑劑后大大減少了對環境的污染,該方法生產成本相對低廉,所加工出的復合材料具備碳鋼和不銹鋼的共同優點。
      
      通過試驗,本文研究了單邊過盈量、套拉速度和潤滑劑對成形效果的影響。在整個成形過程中,單邊過盈量是成形質量的關鍵。單邊過盈量過大會影響復合型材的表面質量,過小會因收緊程度不夠使碳鋼和不銹鋼易于脫落。試驗結果表明,采用0.1單邊過盈量,可以得到最佳的成形效果。
      
      中國鋼管信息港辦公室獲悉:套拉速度對收緊力的影響也非常巨大,這主要是因為熱脹冷縮的緣故。套拉速度快,成形溫度高,熱預應力收縮效果好,但是太快又會降低碳鋼芯不銹鋼復合型材的表面質量并出現裂紋,最終破壞成品。試驗表明,套拉速度保持在6m/min為宜。
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