支重輪軸連續感應回火工藝研究

郭靜，張龍臣，馬龍，張代理

山推工程機械股份有限公司 山東濟寧 272073

1 產品概述

支重輪軸是工程機械底盤件的重要零部件之一。顧名思義，支重輪總成承受著挖掘機的重量。在挖掘機行走、轉彎過程中，輪體旋轉，軸連接內外蓋與主機臺車架，因此支重輪軸不僅承受很大的壓力，而且應具有良好的抗彎強度和耐磨性[1]。對零件進行感應淬火后，一般是把工件放到料筐中，用井式爐回火臺車爐進行低溫回火。但這樣能源消耗大，工藝周期長，不能實現在線生產，產品在工序間易磕碰。由于回火不及時，有時會造成產品裂紋，給企業帶來損失。感應熱處理因其節能、環保、高效等特點應用越來越多。感應回火是否可以回火充分，回火后的工件是否可以滿足使用性能要求？本次試驗就是針對感應淬火后的工件，進行連續感應回火與臺車爐回火試驗對比[2]。

支重輪軸的工藝流程：下料→粗加工→調質（加熱、淬火和回火）→半精加工→感應熱處理（加熱、淬火和回火）→磨削→包裝→發貨。

2 試驗條件

以國內20t支重輪國標非調質鋼軸[3]（規格為φ60m m）為例，同樣條件感應加熱淬火（見圖1），一部分直接進入連續感應回火爐（見圖2）進行回火，工藝參數15Hz-12kW×6min，另一部分使用臺車爐回火（見圖3），工藝參數190℃×3h。

3 試驗結果對比

將連續感應回火和臺車爐回火各取一件（編號1#、2#，見圖4）進行相關對比驗證，結果見表1～表3。

圖1 感應加熱淬火

圖2 連續感應回火爐

圖3 臺車爐回火

表1 硬度、淬硬層深度、組織晶粒度對比

表2 力學性能對比

表3 壓斷試驗對比

圖4 對比試件

圖5 1#試件淬硬區金相組織

圖6 2#試件淬硬區金相組織

圖7 1#試件基體區金相組織

圖8 2#試件基體區金相組織

試驗力-位移曲線如圖9所示。

圖9 試驗力-位移曲線

從表1、表2以及圖5～圖8可以看出，使用同一批次國產非調質鋼材質，采用同樣的感應加熱和淬火條件，連續感應回火和臺車爐回火兩種不同的回火方式，最終工件的表面硬度、基體硬度、淬硬層深度，以及組織、晶粒度、力學性能均基本相當，都滿足標準要求。從表3、圖9可以看出，雖然壓斷結果都合格，但連續感應回火件的壓斷結果比臺車爐回火件的壓斷結果優。

4 結束語

通過非調質鋼支重輪軸連續感應回火和臺車爐回火工藝的對比試驗，可見連續感應回火代替臺車爐回火，不僅產品回火充分，而且縮短了工件淬火后的放置時間，減少了應力，起到了節能減排、提高生產效率和提升產品質量的良好效果。目前，非調質鋼支重輪軸連續感應回火已在山推工程機械股份有限公司批量生產，且市場反饋良好。后續我公司會逐漸推行連續感應回火在生產中的應用。