Telescopisch hydraulisch cilindermateriaal 27SiMn buisverwerkingstechnologie vóór bewerking
Voorwoord
De cilinderbuis is het belangrijkste element dat de binnenholte vormt om vloeistof te bevatten. Daarom spelen de uitgebreide prestaties van de cilindercilinder, zoals drukbestendigheid, slijtvastheid en vermoeidheidssterkte, een sleutelrol in de levensduur van de telescopische hydraulische cilinder.
Over het algemeen is de cilinderbuis vereist om de druk binnen 22 MPa (continue druk), zelfs tot 55 MPa, te kunnen weerstaan. Daarom zijn bij de productie van telescopische hydraulische cilinderbuizen de technische voorwaarden van de stalen buizen voor de cilindervaten duidelijk gedefinieerd. De buis voor telescopische hydraulische cilinders past meestal de volgende processen toe: spanningsvermindering gloeiproces, normaliserend warmtebehandelingsproces, afschrik- en ontlaten warmtebehandelingsproces, enz. De buis geproduceerd door de bovenstaande warmtebehandelingsprocessen heeft verschillende technische eigenschappen en is geschikt voor hydraulische cilinders werken in verschillende omgevingen.
1 Technische voorwaarden van buis telescopische cilinder
Bij het maken van 27SiMn-materiaal om hydraulische cilinders te produceren, zijn de technische vereisten voor buis als volgt.
1.1 Chemische samenstelling: 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 Mechanische eigenschappen
Treksterkte Rm≥ 860 MPa, vloeigrens ReH≥760MPa; verlengingspercentage A5≥12%, krimppercentage Ψ≥40%; slagenergie AkV2 (20 ℃) ≥39J; hardheid 240∼280HBW
1.3 Procesprestaties
Druktest bij kamertemperatuur is bestand tegen 25 ~ 30 MPa druk (continue druk)
1.4 Metallografische organisatie
Ontkolingslaag ≤0,20 mm; in termen van macrostructuur, de algemene losheid, losheid in het midden en segregatie van de stalen buis zijn ≤2, en er mag geen krimpholte, onderhuidse bellen, witte vlekken, afbladderen, delaminatie, scheuren en andere insluitsels zijn. ; De metallografische structuur is getemperd sorbiet + perliet, niveau 3.
1.5 Oppervlakteruwheid
Oppervlakteruwheid Rа≤12,5 µm
1.6 Geometrische nauwkeurigheid
De maattoleranties van de binnen- en buitendiameter zijn beide ± 0,15 mm
2 2/3/4/5 Stage Telescopische cilinderbuis Gedoofd en getemperd warmtebehandelingsproces
Om te voldoen aan de technische vereisten van enkel- of dubbelwerkende telescopische hydraulische cilinders die in complexe omgevingen worden gebruikt, om ervoor te zorgen dat de buis voldoende sterkte, hardheid, taaiheid, drukweerstand en vermoeidheidsweerstand heeft, is het de meest ideale keuze om een gedoofde en getemperde warmtebehandeling toe te passen proces om de uitgebreide mechanische eigenschappen van het materiaal aan te passen
2.1 Conventioneel afschrik- en ontlaten warmtebehandelingsproces
Om ervoor te zorgen dat de buis voor cilinderbuis uitstekende eigenschappen heeft, zoals hoge sterkte, hoge hardheid, goede slijtvastheid, sterke plasticiteit, hoge drukweerstand, kleine vervorming, minder ontkoling en een lange levensduur, wordt de warmtebehandeling van de buis geïmplementeerd volgens de volgende proces.
Volgens de eigenschappen van het 27SiMn-materiaal is het specifieke warmtebehandelingsproces voor afschrikken en ontlaten: verwarmen tot 910∼920 ℃, 35 minuten vasthouden en vervolgens waterkoeling; vervolgens tempering warmtebehandeling aannemen bij 510∼520 ℃ gedurende 180 minuten.
Na deze warmtebehandeling is de ruwheid van het buisoppervlak 12,5 μm en is de dikte van de ontkoolde laag 0,10 mm; de metallografische structuur is gehard sorbiet + perliet + semi-netwerk, strip, blok, naaldvormig ferriet (Figuur 3), 5 korrelgroottes; weerstaan druk van 30 MPa (laatste 10s).
Analyseer de testresultaten en krijg:
① Nadat de telescopische hydraulische cilinderbuis is geblust en getemperd en warmtebehandeld, voldoen de treksterkte, vloeigrens, rek, verkleining van het oppervlak, slagenergie, oppervlakteafwerking en diepte van ontkoling allemaal aan de technische vereisten van hydraulische cilinders;
② De telescopische hydraulische cilinderbuis is ernstig vervormd na blussen en temperen warmtebehandeling, die niet kan voldoen aan de technische vereisten van de hydraulische cilinder;
③ Nadat de telescopische hydraulische cilinderbuis een afschrik- en ontlaten-warmtebehandeling heeft ondergaan, is de metallografische structuur van de buis gehard sorbiet + perliet + semi-reticulair, strook, massief, naaldvormig ferriet, met een korrelgrootte van kwaliteit 5, die het niveau van het hydraulische cilindervat niet bereikt. vaardigheidsvereiste.
2.2 Analyse van de redenen voor het slechte effect van het afschrik- en ontlaten warmtebehandelingsproces
2.2.1 De geometrische nauwkeurigheid van de stalen buis leidt tot ernstige vervorming
Wanneer de buis bij hoge temperatuur wordt afgeschrikt, treedt het fenomeen van thermische uitzetting en samentrekking onmiddellijk op als gevolg van het effect van de snelle afkoeling van het koelmedium, en is de restspanning van de buis zelf slecht, wat resulteert in ernstige vervorming van de buis met nauwkeurige tolerantie na te zijn geblust en getemperd. Daarom is het noodzakelijk om een warmtebehandelingsproces toe te passen om spanning volledig te elimineren en de structuur te stabiliseren vóór het blussen en temperen, wat de vervorming van de buis tijdens het blussen en temperen effectief kan voorkomen.
2.2.2 Metallografische organisatie voldoet niet aan de eisen
(1) De temperatuur tijdens het verwarmen van het bovengenoemde afschrik- en ontlaatproces kan niet voldoen aan de vereisten van metallografische structuurtransformatie. Een te lage uitdovingstemperatuur zal ertoe leiden dat het ferriet niet volledig oplost en niet volledig austenitiseert. In dit geval worden afkoeling en afschrikking uitgevoerd, zodat het massieve ferriet dat vóór het afschrikken is neergeslagen, geleidelijk toeneemt met de afname van de temperatuur en de verlenging van de tijd
(2) De martensiettransformatie is niet voltooid. Het austeniet moet worden gekoeld tot de martensiettransformatie-starttemperatuur Ms met een afkoelsnelheid die hoger is dan de kritische afkoelsnelheid voordat martensiettransformatie kan plaatsvinden. Martensiettransformatie verschilt van perliettransformatie. Wanneer austeniet wordt afgekoeld tot een temperatuur onder het Ms-punt, hoeft het in het algemeen niet te worden geïnoculeerd. De transformatie begint onmiddellijk en verloopt erg snel, maar de transformatie stopt snel en kan niet worden voltooid. .
Om de transformatie door te laten gaan, moet de temperatuur worden verlaagd. Wanneer de temperatuur daalt tot de martensiettransformatie-eindtemperatuur Mf, kan de martensiettransformatie niet meer doorgaan. Zelfs als het wordt afgekoeld tot onder Mf, heeft de martensiettransformatiehoeveelheid nog geen 100% bereikt, maar de martensiettransformatie is gestopt en er is een onvolledig martensiettransformatie-fenomeen. Daarom is het bij dit afschrik- en ontlaatproces noodzakelijk om de afschriktemperatuur en de verblijftijd op de juiste wijze te verhogen om de austeniettransformatie te versnellen en te verzekeren. Tegelijkertijd neemt de 27 simn-buis waternevelkoeling aan tijdens het koelen om de nadelen van koeling met een koelwatertank te vermijden (de 27 simn-buis komt de watertank binnen voor koeling onmiddellijk nadat hij uit de oven is gekomen, en het kan de martensiet-transformatie-temperatuur Mevrouw punt. De lichaamstransformatie kan doorgaan. De martensiet-transformatie kan alleen worden uitgevoerd onder de voorwaarde van continue koeling. Wanneer de watertank wordt gekoeld, wordt de buis direct gekoeld tot de temperatuur van het watertank-koelwater, dat kan het punt van mevrouw niet effectief weerspiegelen). Omdat het Ms-punt van dit materiaal 355 ℃ is, kan het martensiet na het sproeien van water om af te koelen tot deze Ms-punttemperatuur effectief en volledig worden getransformeerd onder de voorwaarde van continu sproeien met water, anders zal er een onvolledige austeniettransformatie zijn en de austenietorganisatie behouden
(3) Het koelmedium kan het snelle thermische diffusiekoelingseffect van de buis tijdens het blussen niet bereiken. Wanneer leidingwater direct wordt gebruikt om de stalen buis te koelen, is de afkoelsnelheid te snel, is de lokale koudekrimp ongelijkmatig, is de substantie in de constructie niet voldoende verspreid, is de interne spanning groot en is de buis vatbaar voor scheuren en vervorming. Om ervoor te zorgen dat het bluskoelmedium de kenmerken heeft van een uniforme koeltemperatuur, een klein temperatuurverschil en een hoge koelsnelheid, is de algemene blustechnologie om zout en andere mengsels toe te voegen aan leidingwater, vooral bij het blussen en koelen van gelegeerd staal. De bluskoeling past zoutmaatregelen toe, die kunnen voldoen aan verschillende isotherme temperatuur- en koelsnelheidsvereisten. Daarom is het nodig om 5% tot 10% industrieel zout aan het koelwater toe te voegen om de effecten van een uniforme temperatuur, een klein temperatuurverschil, een hoge afkoelsnelheid en een uniforme interne structuur van het materiaal te bereiken.
2.2.3 De invloed van verwarmings- en afkoelsnelheid op de metallografische structuur en vervorming van de buis
De verwarmings- en afkoelsnelheid is zeer kritisch in het warmtebehandelingsproces. Bij grote werkstukken, speciaal gevormde onderdelen, buizen enz. Zijn er ontwerpfouten die niet bevorderlijk zijn voor warmtebehandeling. De verwarmings- en afkoelsnelheden moeten tot een bepaald bereik worden beperkt, anders veroorzaakt dit overmatige temperatuurverschillen in verschillende delen van het werkstuk en kan het werkstuk opwarmen Spanningsvervormingsschade, thermische spanning en vervorming, en kan tegelijkertijd beïnvloeden of het austenitisatieproces is voltooid.
(1) Beperk de verwarmingssnelheid. Het beperken van de verwarmingssnelheid is om elk deel van de buis gelijkmatiger te verwarmen. Als de verwarmingssnelheid te hoog is, zal een deel van de structuur niet worden geaustenitiseerd en zal troostiet worden gevormd aan het begin van de afkoeling, wat niet alleen de uniformiteit van de austenitisatie zal beïnvloeden, maar ook na het blussen. De korrels zijn grof, zelfs interkristallijn er verschijnen scheuren en de stalen buis wordt vervormd. Tegelijkertijd beïnvloedt de verwarmingssnelheid de microstructuur van het materiaal. Tijdens het verwarmingsproces is de snelheid hoog en heeft een deel van de tweede fase geen tijd om op te lossen.
(2) Verhoog de afkoelsnelheid. Tijdens het uitgloeien moet de afkoelsnelheid laag zijn, maar tijdens het blussen en afkoelen, onder het uitgangspunt van microvervorming en geen scheuren, hoe sneller hoe beter. De afkoelsnelheid heeft een directe invloed op de structuur die wordt gevormd door afschrikken, en de afgekoelde structuur martensiet kan alleen worden verkregen bij een bepaalde snelheid.
Daarom hebben de verwarmings- en afkoelsnelheid rechtstreeks invloed op de kristallisatiesnelheid en de vervormingskans van de stalen buis. Alleen door de verwarmings- en afkoelsnelheid in dit warmtebehandelingsproces nauwkeurig te regelen, kan de metallurgische structuur van het metalen materiaal worden gegarandeerd en kan de vervorming van de buis worden vermeden.
2.3 Verbeterd warmtebehandelingsproces voor blussen en temperen
Volgens de bovenstaande analyse wordt het warmtebehandelingsproces voor de stalen buis voor buis toegepast om de spanning volledig te elimineren en de structuur te stabiliseren; dan wordt het afschrik- en ontlaatproces voor de stalen buis aangenomen.
Na het bovengenoemde afschrik- en ontlaten warmtebehandelingsproces wordt de buis getest en zijn geometrische maatnauwkeurigheid, rechtheid en prestatie zeer goed; de ruwheid van het buisoppervlak is 12,5 μm, de dikte van de ontkolingslaag is 0,15 mm; de stalen buis heeft geen restkrimp, onderhuidse bellen, witte vlekken, afbladderen, delaminatie, scheuren, enz., porositeit en segregatie in het midden bevinden zich allemaal op niveau 2 en de metallografische structuur bevindt zich op niveau 3 (gehard sorbiet + ferriet ) (Figuur 7); weerstaan druk 35∼38 MPa (duurt 10s).
Nadat de telescopische hydraulische cilinderbuis een afschrik- en ontlaten-warmtebehandeling heeft ondergaan, behalve de verandering in rechtheid, voldoen de andere uitgebreide indicatoren volledig aan de technische vereisten van de hydraulische cilinderbuis en bereiken ze het verwachte doel. De reden voor de verandering in de rechtheid van de stalen buis is dat als gevolg van het verschil in restspanning in elk deel van de buis, en tijdens afschrikken bij hoge temperatuur, deze wordt beïnvloed door de snelle afkoeling van het koelmedium, waardoor onmiddellijk thermische uitzetting en samentrekking, waardoor de stalen buis buigt na blussen en ontlaten.
De effectieve maatregelen om het ernstig buigen van de buis na blussen en temperen op te lossen zijn:
De buis moet een voorlopige correctie ondergaan. Nadat het afschrik- en ontlaatproces is voltooid, wordt de stalen buis definitief afgewerkt zodat de stalen buis volledig kan voldoen aan de technische vereisten van de telescopische hydraulische cilinder.
Gevolgtrekking
Het aangepaste afschrik- en ontlaatproces heeft vele herhaalde praktische tests doorstaan en analyse en demonstraties uitgevoerd. Het maakt volledig gebruik van het gelegeerde staal dat legeringselementen bevat en heeft sterke hardbaarheidseigenschappen, past het blus- en ontlaatproces toe om de uitgebreide prestaties van het materiaal te verbeteren en neemt de buis aan vóór het blussen en ontlaten. Het warmtebehandelingsproces om de spanning volledig te elimineren en de structuur in de eerste fase te stabiliseren, en vervolgens het warmtebehandelingsproces voor blussen en temperen (afschrikken + ontlaten) aan te nemen om de uitgebreide mechanische eigenschappen van het materiaal aan te passen, zodat de stalen buis heeft een hoge sterkte, hoge hardheid, goede slijtvastheid, sterke plasticiteit en druk Uitgebreide prestatievoordelen zoals grote afmetingen, minder ontkoling en lichte vervorming, voldoen volledig aan de technische vereisten van telescopische hydra