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破碎机中的辅刀淬火合格率如何提高?

冲击式制砂机2年前 (2020-02-18)期刊文章518

破碎辅刀如图1所示,是河南安舜机械生产的PSJ-40型铝锭破碎机中的关键零件,其材质为15CrMn,热处理要求:渗碳厚度1.0mm,淬火回火后表面硬度达到58HRC。

破碎辅刀参数.jpg

该件的热处理工艺流程为:锻造→正火→机加→时效→校直→回火→机加→渗碳→机加→淬火→回火→校直→回火。

经过数台份的淬火后发现,辅刀厚度两侧5mm硬度均未达设计要求,硬度较低,为46~56HRC;且变形量较大,校直困难。产品交检不合格,严重影响了产品质量和生产进度。本文通过对原工艺及已完工件的分析,对淬火感应器进行改进,从而满足设计要求,提高了产品合格率。

按原工艺淬火后工件普遍存在硬度低、变形大、易开裂、效率低及淬火液回收难等问题。具体检测结果如下:辅刀厚度两侧5mm处硬度未达设计要求,硬度为46~56HRC。变形量较大,平面最大变形为3~3.2mm,立面最大变形为3.9~4.2mm,回火后校直困难。

1.传统破碎机辅刀存在的问题

(1)硬度低

由于破碎辅刀淬火面为7.5°斜面,且为平面,采用平面感应器进行操作时电流分散,加热速度慢,导致加热层过深,辅刀淬火面为斜面,感应器的喷水孔不能有效的对厚度两侧进行冷却,导致局部硬度过低。


(2)变形大

由于工件形状细长,在加热过程中工件很容易发生变形,感应器需随时调整,工人淬火操作难度大。


(3)易开裂

由于设计要求破碎辅刀两侧不允许倒角,淬火过程中因为尖角效应造成尖角处温度高,容易造成开裂。


(4)其他

由于工件淬火冷却时为聚乙烯醇喷冷,现有淬火机床没有直接的冷却回收设备,淬火液直接落到地面,造成浪费。


2.改良破碎机辅刀的办法

针对硬度低的问题,通过研究讨论决定,对感应器形状进行改造。原感应器如图2所示。改进后感应器如图3所示。

导磁体的作用是改变电磁线方向,以提高感应器的效率,使能量集中到所需加热的零件表面,把外形带有尖角、棱边的突出部分的工件,置于感应器中加热时,若感应器与工件之间的间隙相等,则工件的尖角处通过的磁力线密、感应电流密度大、加热速度快,以致工件尖角处往往产生过热,继而形成尖角效应。为了避免尖角效应,将工件尖角处感应器的曲率半径加大,使工件与感应器的间隙也适当加大,这样工件各处的加热速度和温度比较均匀。改进后也能有效避免尖角处降温速度快的问题,同时能增加感应器的冷却能力,减少电流分散,提高加热效率。


经研究在平面感应器上镶装合适导磁体,强化临近效应,提高平面加热的效率,减少工件变形。制作与淬火面相符合的角度校直工装,减小校直难度。

选择经验丰富的员工操作,能够准确把握尖角处温度,减少开裂倾向,并能及时调整感应器位置,防止感应器与工件相碰,烧化工件。

制作简易工具,使其与感应器喷水孔角度一致,阻挡淬火液喷洒出回收桶外,减少浪费。


3.改进后结果

采用以上措施对一批零件进行改进淬火后,检测结果如下:


(1)开裂情况,后加工24件辅刀,无一件有裂纹。

(2)变形,从首次试验平面最大弯曲3.2mm,立面最大弯曲4.2mm,到改进后平面最大变形量为1.9mm,立面最大变形量为2.5mm,有了很大改善。

(3)硬度,全部满足设计要求,一次交检合格。

(4)效率,首次试验单件淬火需70min,改进后只需30min完成,极大的提高了生产效率。

(5)成本,通过改进工艺,有效的控制了淬火液的浪费,提高产品合格率,很大程度上降低了生产成本。


4.结语

上述工艺已经成功地应用于实际生产,淬火后一次合格率达到90%以上,极大的提高了生产效率及产品质量,安装经过改进工艺方法后淬火的破碎辅刀的产品已投入实际生产,现在运行情况良好。


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