Bahan Silinder Hidraulik Teleskopik Teknologi pemrosesan tabung 27SiMn sebelum pemesinan
Kata pengantar
Tabung silinder merupakan elemen kunci yang membentuk rongga dalam untuk menampung fluida. Oleh karena itu, kinerja lengkap laras silinder, seperti ketahanan tekanan, ketahanan aus, dan kekuatan fatik, memainkan peran kunci dalam kehidupan silinder hidrolik teleskopik.
Umumnya tabung silinder dituntut mampu menahan tekanan dalam kisaran 22MPa (tekanan kontinyu), bahkan hingga 55MPa. Oleh karena itu, dalam produksi tabung silinder hidrolik teleskopik, kondisi teknis pipa baja untuk tabung silinder ditentukan dengan jelas. Tabung untuk silinder hidrolik teleskopik biasanya mengadopsi proses berikut: proses anil penghilang stres, proses normalisasi perlakuan panas, pendinginan dan proses perlakuan panas tempering, dll. Tabung yang diproduksi oleh proses perlakuan panas di atas memiliki sifat teknis yang berbeda dan cocok untuk silinder hidrolik bekerja di lingkungan yang berbeda.
1 Kondisi teknis silinder teleskopik tabung
Saat membuat material 27SiMn menjadi produk silinder hidrolik, persyaratan teknis untuk tabung adalah sebagai berikut.
1.1 Komposisi kimia: 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 Peralatan mekanis
Kekuatan tarik Rm≥ 860 MPa, kekuatan luluh ReH≥760MPa; tingkat perpanjangan A5≥12%, tingkat penyusutan Ψ≥40%; energi tumbukan AkV2 (20 ℃) ≥39J; kekerasan 240∼280HBW
1.3 Kinerja proses
Uji tekanan pada suhu kamar dapat menahan tekanan 25 ~ 30MPa (tekanan terus menerus)
1.4 Organisasi metalografi
Lapisan dekarburisasi ≤0.20mm; Dalam hal struktur makro, kelonggaran umum, kelonggaran tengah, dan pemisahan pipa baja adalah ≤2, dan tidak boleh ada rongga susut, gelembung subkutan, bintik putih, pengelupasan, delaminasi, retakan, dan inklusi lainnya. ; Struktur metalografi adalah perlit marah +, tingkat 3.
1.5 Kekasaran permukaan
Kekasaran permukaan Rа≤12.5µm
1.6 Akurasi geometri
Toleransi dimensi diameter dalam dan luar adalah ± 0,15mm
2 2/3/4/5 Tahap Tabung Silinder Teleskopik Proses perlakuan panas padam dan temper
Untuk memenuhi persyaratan teknis silinder hidrolik teleskopik kerja tunggal atau ganda yang digunakan di lingkungan yang kompleks, untuk membuat tabung memiliki kekuatan, kekerasan, ketangguhan, ketahanan tekanan dan ketahanan lelah yang cukup, itu adalah pilihan paling ideal untuk mengadopsi perlakuan panas yang dipadamkan dan ditempa proses untuk menyesuaikan sifat mekanik material yang komprehensif
2.1 Proses quenching dan tempering heat treatment konvensional
Untuk membuat tabung untuk tabung silinder memiliki karakteristik yang sangat baik seperti kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, ketahanan aus yang baik, plastisitas kuat, tahan tekanan tinggi, deformasi kecil, dekarburisasi yang lebih sedikit dan umur kelelahan yang panjang, perlakuan panas tabung diimplementasikan sesuai dengan proses berikut.
Sesuai dengan karakteristik material 27SiMn, proses pendinginan dan pemanasan tempering spesifik adalah: pemanasan hingga 910∼920 ℃, tahan selama 35 menit dan kemudian pendinginan air; kemudian mengadopsi perlakuan panas temper pada 510∼520 ℃ selama 180 menit.
Setelah perlakuan panas ini, kekasaran permukaan tabung adalah 12,5μm, dan ketebalan lapisan dekarburisasi adalah 0,10 mm; struktur metalografi adalah sorbite tempered + perlit + semi-jaringan, strip, blok, acicular ferrite (Gambar 3), 5 kelas ukuran butir; menahan tekanan 30 MPa (10 detik terakhir).
Analisis hasil tes dan dapatkan:
① Setelah tabung silinder hidrolik teleskopik dipadamkan dan ditempa dan diberi perlakuan panas, kekuatan tarik, kekuatan luluh, perpanjangan, pengurangan luas, energi tumbukan, permukaan akhir, dan kedalaman dekarburisasi semuanya memenuhi persyaratan teknis silinder hidrolik;
② Tabung silinder hidrolik teleskopik sangat cacat setelah pendinginan dan perlakuan panas tempering, yang tidak dapat memenuhi persyaratan teknis silinder hidrolik;
③ Setelah tabung silinder hidrolik teleskopik mengalami quenching dan perlakuan panas tempering, struktur metalografik tabung di tempered sorbite + perlit + semi-retikulat, strip, masif, ferit acicular, dengan ukuran butiran grade 5, yang gagal mencapai level laras silinder hidrolik. persyaratan keterampilan.
2.2 Analisis alasan buruknya efek proses quenching dan tempering heat treatment
2.2.1 Akurasi geometri pipa baja menghasilkan deformasi yang serius
Ketika tabung dipadamkan pada suhu tinggi, karena efek pendinginan cepat media pendingin, fenomena ekspansi dan kontraksi termal terjadi secara instan, dan tegangan sisa tabung itu sendiri buruk, mengakibatkan deformasi tabung yang serius. dengan toleransi yang akurat setelah dipadamkan dan ditempa. Oleh karena itu, perlu untuk mengadopsi proses perlakuan panas untuk sepenuhnya menghilangkan stres dan menstabilkan struktur sebelum quenching dan tempering, yang secara efektif dapat mencegah deformasi tabung selama quenching dan tempering.
2.2.2 Organisasi metalografi tidak memenuhi persyaratan
(1) Suhu selama pemanasan proses quenching dan tempering di atas tidak dapat memenuhi persyaratan transformasi struktur metalografi. Temperatur quenching yang terlalu rendah akan menyebabkan ferit tidak larut sempurna dan tidak sepenuhnya austenitisasi. Dalam hal ini dilakukan pendinginan dan quenching, sehingga masif ferit yang telah diendapkan sebelum quenching berangsur-angsur bertambah seiring dengan turunnya suhu dan perpanjangan waktu.
(2) Transformasi martensit belum selesai. Austenit harus didinginkan hingga temperatur awal transformasi martensit Ms pada laju pendinginan yang lebih besar dari laju pendinginan kritis sebelum transformasi martensit dapat terjadi. Transformasi martensit berbeda dengan transformasi perlit. Ketika austenit didinginkan hingga suhu di bawah titik Ms, umumnya tidak perlu diinokulasi. Transformasi dimulai dengan segera dan berlangsung dengan sangat cepat, tetapi transformasi berhenti dengan cepat dan tidak dapat diselesaikan. .
Agar transformasi berlanjut, suhu harus diturunkan. Ketika suhu turun ke suhu akhir transformasi martensit Mf, transformasi martensit tidak dapat lagi dilanjutkan. Meskipun didinginkan di bawah Mf, jumlah transformasi martensit belum mencapai 100%, tetapi transformasi martensit telah berhenti, dan terdapat fenomena transformasi martensit yang tidak lengkap. Oleh karena itu, dalam proses quenching dan tempering ini, diperlukan peningkatan temperatur quenching dan waktu penahanan yang tepat untuk mempercepat dan memastikan transformasi austenit. Pada saat yang sama, tabung 27 simn mengadopsi pendinginan semprotan air saat pendinginan untuk menghindari kerugian pendinginan dengan tangki air pendingin (tabung 27 simn memasuki tangki air untuk pendinginan segera setelah keluar dari tungku, dan itu tidak dapat menjamin Temperatur transformasi martensit titik Ms Transformasi tubuh dapat dilanjutkan Transformasi martensit hanya dapat dilakukan pada kondisi pendinginan kontinyu. Saat tangki air didinginkan, tabung langsung didinginkan hingga suhu air pendingin tangki air, yang mana tidak dapat secara efektif mencerminkan poin Ms). Karena titik Ms dari bahan ini adalah 355 ℃, setelah penyemprotan air untuk mendinginkan hingga suhu titik Ms ini, martensit dapat secara efektif dan sepenuhnya diubah dalam kondisi penyemprotan air yang terus menerus, jika tidak maka akan terjadi transformasi austenit yang tidak sempurna dan struktur austenit yang dipertahankan
(3) Media pendingin tidak dapat mencapai efek pendinginan difusi termal yang cepat dari tabung selama pendinginan. Ketika air keran langsung digunakan untuk mendinginkan pipa baja, laju pendinginan terlalu cepat, penyusutan dingin lokal tidak merata, substansi dalam struktur tidak cukup tersebar, tegangan internal besar, dan pipa rawan retak dan deformasi. Untuk membuat media pendinginan quenching memiliki karakteristik temperatur pendinginan yang seragam, perbedaan temperatur yang kecil, dan kecepatan pendinginan yang cepat, maka teknologi quenching yang umum digunakan adalah dengan menambahkan garam dan campuran lainnya ke dalam air ledeng, terutama pada quenching dan pendinginan baja paduan. Pendinginan quenching mengadopsi langkah-langkah penggaraman, yang dapat memenuhi persyaratan suhu dan laju pendinginan isotermal yang berbeda. Oleh karena itu, perlu menambahkan 5% hingga 10% garam industri ke air pendingin untuk mencapai efek suhu seragam, perbedaan suhu kecil, kecepatan pendinginan cepat, dan struktur internal material yang seragam.
2.2.3 Pengaruh laju pemanasan dan pendinginan pada struktur metalografi dan deformasi tabung
Laju pemanasan dan pendinginan sangat penting dalam proses perlakuan panas. Untuk benda kerja besar, komponen berbentuk khusus, pipa, dll., Terdapat cacat desain yang tidak kondusif untuk perlakuan panas. Kecepatan pemanasan dan pendinginan perlu dibatasi pada kisaran tertentu, jika tidak maka akan menyebabkan perbedaan suhu yang berlebihan di berbagai bagian benda kerja dan menyebabkan benda kerja memanas. Kerusakan deformasi stres, tekanan termal dan deformasi, dan pada saat yang sama dapat mempengaruhi apakah proses austenitisasi selesai.
(1) Batasi laju pemanasan. Membatasi laju pemanasan berarti memanaskan setiap bagian tabung secara lebih seragam. Jika laju pemanasan terlalu cepat, bagian dari struktur tidak akan austenitized, dan troostit akan terbentuk pada awal pendinginan, yang tidak hanya akan mempengaruhi keseragaman austenitisasi, tetapi juga menyebabkan setelah quenching Butirannya kasar, bahkan intergranular retakan muncul, dan pipa baja akan berubah bentuk. Pada saat yang sama, kecepatan pemanasan mempengaruhi mikrostruktur material. Selama proses pemanasan, kecepatannya cepat, dan bagian dari fase kedua tidak memiliki waktu untuk larut.
(2) Tingkatkan laju pendinginan. Selama anil, laju pendinginan harus lambat, tetapi selama quenching dan pendinginan, di bawah premis untuk memastikan deformasi mikro dan tidak ada retakan, semakin cepat semakin baik. Laju pendinginan secara langsung mempengaruhi struktur yang dibentuk dengan quenching, dan martensit struktur quenched hanya dapat diperoleh pada kecepatan tertentu.
Oleh karena itu, laju pemanasan dan pendinginan secara langsung mempengaruhi laju kristalisasi dan kemungkinan deformasi pipa baja. Hanya dengan secara akurat mengontrol laju pemanasan dan pendinginan dalam proses perlakuan panas ini struktur metalurgi bahan logam dapat dijamin dan deformasi tabung dapat dihindari.
2.3 Peningkatan proses quenching dan tempering heat treatment
Menurut analisis di atas, proses perlakuan panas untuk pipa baja untuk tabung untuk benar-benar menghilangkan stres dan menstabilkan struktur diadopsi; kemudian proses quenching dan tempering untuk pipa baja diadopsi.
Setelah proses quenching dan tempering heat treatment di atas, tabung diuji, dan akurasi dimensi geometris, kelurusan dan kinerjanya sangat baik; kekasaran permukaan tabung adalah 12.5μm, ketebalan lapisan dekarburisasi adalah 0.15mm; tabung baja tidak memiliki penyusutan sisa, gelembung subkutan, Bintik putih, pengelupasan, delaminasi, retakan, dll., porositas pusat dan segregasi semuanya pada tingkat 2, dan struktur metalografi berada pada tingkat 3 (sorbite temper + ferit ) (Gambar 7); menahan tekanan 35∼38MPa (Berlangsung 10 detik).
Setelah tabung silinder hidrauli teleskopik mengalami pendinginan dan perlakuan panas tempering, kecuali untuk perubahan kelurusan, indikator komprehensif lainnya sepenuhnya memenuhi persyaratan teknis tabung silinder hidrolik dan mencapai tujuan yang diharapkan. Alasan perubahan kelurusan tabung baja adalah karena perbedaan tegangan sisa di setiap bagian tabung, dan selama quenching suhu tinggi, hal itu dipengaruhi oleh pendinginan cepat media pendingin, menyebabkan panas instan. ekspansi dan kontraksi, menyebabkan tabung baja membengkok setelah quenching dan temper.
Langkah-langkah efektif untuk mengatasi tekukan serius pada tabung setelah quenching dan tempering adalah:
Tabung perlu menjalani pra-koreksi awal. Setelah proses quenching dan tempering selesai, pipa baja akan menjalani finishing akhir sehingga pipa baja dapat sepenuhnya memenuhi persyaratan teknis silinder hidrolik teleskopik.
Kesimpulan
Proses quenching dan tempering yang disesuaikan telah melewati banyak tes praktis yang berulang dan melakukan analisis dan demonstrasi. Itu memanfaatkan sepenuhnya baja paduan yang mengandung elemen paduan dan memiliki karakteristik pengerasan yang kuat, mengadopsi proses quenching dan tempering untuk meningkatkan kinerja material yang komprehensif, dan mengadopsi tabung sebelum quenching dan tempering. Proses perlakuan panas untuk sepenuhnya menghilangkan stres dan menstabilkan struktur pada tahap pertama, dan kemudian mengadopsi proses perlakuan panas quenching dan tempering (quenching + tempering) untuk menyesuaikan sifat mekanik material yang komprehensif, sehingga pipa baja memiliki kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, ketahanan aus yang baik, plastisitas yang kuat, dan tekanan Keunggulan kinerja yang komprehensif seperti ukuran besar, dekarburisasi lebih sedikit, dan sedikit deformasi, sepenuhnya memenuhi persyaratan teknis hidra teleskopik