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细长弹簧钢条的夹固淬火案例鉴赏(来自笔者12年前的一次亲为实践)

本案例为笔者12年前的一次亲为实践。


一批截面12×12mm长约2米的细长60Si2Mn弹簧钢条要做淬火处理。要求硬度HRC47-52,自然平放状态下的直线度不大于10mm。当时车间仅有一台炉膛长度为3米的台车炉。用台车炉加热淬火,这样的变形要求被认为几乎是不可能做到的,而且这样的高硬度弹簧钢条,更不能做淬后校直。但客户给出的诱人的价格,促使我们想办法完成了这批近5吨钢条的淬火加工业务,淬火效果得到了客户的完全认可(工件见图1)。


图1 弹簧钢条简图


如图所示,这种细长件通常的做法是每根钢条一端打φ2.5mm穿丝孔,逐根垂直挂在吊架上,在井式炉里加热淬火。这需要操作人员有娴熟的操作技能,出炉要迅速,淬火时候不能有太大晃动,否则弯曲超差是不可避免的。依当时条件,平放加热淬火,需要设法夹固工件来限制其淬火变形。


我们想到,12×12方截面,淬火反变形抗力并不会很大。于是,先在台车炉里加热几根,单根拉出炉,使用两截6#角钢将钢条夹在中间入槽淬火。结果,夹持方向的弯曲度可以控制在5mm以下,说明夹固淬火方法可行。接下来,我们锯了一批直径φ25×220的冷拉圆钢棒料,在检验平台上,以150间距,焊制了两个梯子状夹固架(见图2)。


图2 梯子状夹固架


弹簧钢条用铁丝穿过吊挂孔,每10根穿成一串,平放于台车炉里加热870℃,保温15分钟(见图3)。


图3  10件一组穿丝装料图


加热完毕,开启台车炉门,用铁钩钩住铁丝,将钢条拉在梯子状夹固架上铺开,上下架合扣,右侧敲入锁紧扣锁紧,上下夹固钢条;同时敲入楔铁,侧压钢板向左侧使力水平压紧弹簧钢条,整体迅速落入事先置于炉前的临时淬火槽中淬火(详见图4)。钢条从出炉、夹固到入槽淬火,整个过程在1分钟内完成。槽内淬火介质为10%PAG溶液,与车间大淬火槽的槽液循环,温度控制45℃以下。


图4 夹固淬火示意图


这样夹固淬火的钢条,弯曲度均在5mm以下,客户说比前使用井式炉吊挂淬火的变形量还小,客户非常满意!

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