铝合金超薄零件淬裂问题的解决对策研究

发表时间:2020/6/17   来源:《科学与技术》2020年5期   作者:焦宇
[导读] 经济社会的快速发展,对各领域加大了监管力度,尤其是对工业行业的发展
        摘要:经济社会的快速发展,对各领域加大了监管力度,尤其是对工业行业的发展,更是提出了更高的要求,注重产品生产产量与质量,对生产原料的合理选择,采用先进技术的生产,确保产品工业。工业产品的生产,由于生产要求与标准不同,对原材料的使用标准也不同,那么针对铝合金超薄零件的加工,主要注意的是淬回火的控制,可零件硬度、强度的提升有直接性的影响。但是不可避免的是,在铝合金超薄零件生产的过程中,经常出现淬裂问题,严重影响产品质量与生产进度等,还需引起生产企业与人员的重视度,详细分析引发淬裂问题的因素因素,具有针对地制定出科学化的解决措施,从而降低铝合金超薄零件淬裂问题发生率,逐渐解决铝合金超薄零件淬裂问题,提高产品工业质量。

        关键词:铝合金;超薄零件;淬裂问题;解决策略

        淬火裂纹,主要是因为在铝合金超薄零件淬火过程中,由于其内应力大于材料的强度,使加工材料产生开裂,就被称之为淬火裂纹。而引发铝合金超薄零件淬裂问题的影响因素比较多,明确各项影响因素后,制定完善的加工方案与解决措施,尤其是在铝合金超薄零件淬火过程中,要对回火力的控制,完善产品加工工艺流程,相关工作人员严格按照相关标准要求的规范性实施,有效解决铝合金超薄零件淬裂问题,又确保产品工业质量,从而为企业带来更大的经济效益。

一、铝合金超薄零件淬裂问题分析
        铝合金超薄零件淬裂形状多样化,并具体不规则性,有的是横向的,有的是纵向的,有的还会呈现出“S"形、“Y”形等形态,不同形态的形成,主要是因为受到的影响因素不同。对此,我们针对铝合金超薄零件淬裂问题进行了以下分析:
        第一,铝合金超薄零件材料冶金沿着轧制的方向分布,而引发此问题的主要原因,是因为原材料的组织出现疏松情况,在加工前相关工作人员并未对原材料质量的详细检测,使原材料本身就存在着质量问题。再加上对原材料的淬火,使套圈、滚子端面、钢球等以短线情况分布,发纹和物偏析多在零件表面沿轴向分布。如下图所示。
   
        第二,在工艺加工前,相关工作人员会根据工艺加工要求,对原材料的选择,其中就包括对小尺寸钢球的加工,通常情况下,是采用冷冲压成形方式。在冲压的过程中,环球的变形量发生变化,使环球的局部的应力逐渐升高,而对环带的锉削,再次增加其内部的挤压力,那么钢球在淬火的过程中,就会产生有规律的裂纹[1]。
        第三,考虑到零件承套圈形状、截面、壁厚尺寸等因素的影响,在淬火的过程中,由于淬火的冷却速度比较快,就会使零件不同壁厚出的转变应力与淬火冷却热应力发生变化,而最主要的是零件壁最厚处的最易形成淬火裂纹。
        第四,铝合金零件表面划痕、车刀痕、沟槽处等所形成的应力比较集中,那么在淬火的过程中就极易发生开裂,并且所产生裂痕与划痕、沟槽等方向是一致的。例如:对某轴承套圈油孔冲孔后金属毛刺的淬火,在淬火操作过程中,尖角出发生开裂,并且开裂的纹路方向与原划痕的方向保持之一。如下图所示。
       
        第五,针对铝合金零件原材料的生产与加工,在加工的过程中可能会受到加工人员操作不当因素的影响,使零件在第一次淬火的过程中质量不符合生产要求,针对第一次淬火不合格的产品,通常情况下,相关工作人员会对其进行第二次的淬火,但是在第二次淬火前,相关工作人员忽略了对第一次淬火应力、套圈表面脱贫碳等处理,使零件在第二次淬火时积累了第一次淬火的应力,从而使零件发生淬火裂纹[2]。一般情况下,针对二次淬火的零件,裂纹主要是密集网状、龟裂状等形态,并且裂纹的数量比较,每个裂纹的深浅度不同。
二、预防铝合金超薄零件淬裂问题措施
        第一,在原材料加工过程中,如果是因为原材料质量不合格而引起的淬火裂纹问题,还需要结合实际情况全面分析。由于此外原因而引发的裂纹问题,裂纹特点为:详细观察原材料的裂纹,在裂纹两侧有超标的夹杂物、孔洞等,相关工作人员对此进行热酸洗后,再对裂纹详细观察,此时原材料的沿轧制方向出现了开裂情况。那么对此淬火问题的解决,需要在生产加工前,相关工作人员对原材料质量的严格检查,确保原材料质量符合生产标准要求后才能对其进行加工、生产。
        第二,如果是因为淬火过程中相关工作人员对温度控制的不合理,使淬火温度忽高忽低,而引发的淬火裂纹问题,其裂纹特点为:通过对原材料的宏观观察,可明确裂纹形成的方向无规律,裂纹两侧无夹杂物,并发生脱碳情况[3]。针对此问题的预防措施:对相关工作人员提出严格的要求,需要在原材料淬火的过程中,对淬火温度、保温时间的合理控制,一边控制一边对热处的检查,从而避免发生淬火裂纹问题。
        第三,因为淬火油池的底部有水而引发的淬火裂纹问题,由于冷速过快,使套圈多沿壁厚薄、油沟处都发生裂缝。针对此问题的预防措施:最主要的是对淬火冷却介质、冷却方式的合理选择,相关工作人员严格按照相关标准要求的规范性实施,淬火油池的底部不用有水,在淬火的过程中能够保持匀速的搅拌。
        第四,由于铝合金超薄零件中有较深的车刀痕、油沟、打字痕、密封槽等,使原材料在淬火的过程中发生了淬火裂纹。结合实际情况对此的观察,所展现出的裂纹特点为:裂纹平行出的沟槽、尖角等呈现垂直状态,而裂纹两侧未出现脱碳情况;原材料中车刀痕、打字痕等出均发生淬火裂纹,相关工作人员对其进行打磨加工后,车刀痕的痕迹消失,但是在进行热酸处理后,裂纹又再次出现,并且以相互平行的线链状向四周分布[4]。针对此类淬火裂缝问题,主要的预防措施为:在铝合金超薄零件加工前,需要相关工作人员对加工工艺的科学设计,尤其是对有深油沟、密封槽、油孔等零件的处理,需要在淬火前对各类痕迹的处理。而在淬火完成后,再次观察原材料的加工情况,确认原材料无异常情况后对其进行下一步地加工,从而确保零件工艺的规范性。
        第五,铝合金超薄零件的淬火加工,产生脱碳现象比较常见,而产生的影响因素也比较多,还需要详细分析零件淬火后的裂纹特点。对此的宏观观察,零件裂纹没有规律、方向,但是零件的表面脱碳情况却比较严重,裂纹两侧却没有脱碳。对此情况的预防措施:首先对零件脱碳产生的开裂问题进行热处理,建议采用可控气氛方式,能够消除零件脱碳情况。而针对材料脱碳而形成的开裂问题,要对零件原材料的脱碳层进行科学检验,在淬火前把脱碳层清除干净,从而可避免淬火裂纹问题发生。
结语:
        综上所述,针对铝合金超薄零件的加工与生产,在加工的过程中出现淬火问题是比较常见的,还需要相关工作人员结合实际情况详细分析,采取科学措施的有效解决。详细分析铝合金超薄零件淬裂类型,明确不同裂纹类型引发问题的原因,具有针对性地采取不同的解决措施。其中最主要的就是对原材料的质量控制,在原材料加工前对其质量的检测,确保符合加工标准要求后对其的生产与加工,才能确保铝合金超薄零件工艺质量,降低铝合金超薄零件淬裂问题发生率。
参考文献:
[1]王林.铝合金模板施工过程中易出现的问题及解决对策[J].《经济技术协作信息》,2018(9):64-64.
[2]杨中玉,牛关梅,曹海龙,王军强,范世通,刘成.7050和7075铝合金板材的淬火残余应力[J].理化检验(物理分册),2019,55(01):13-18.
[3]蔡国超,尹远,何翠云,张鑫,罗兵辉.2A12铝合金厚板淬火过程的应力分析[J].轻合金加工技术,2019,47(03):21-27+32.
[4]沈忱,孙会,郅东东.7XXX系(Al-Zn-Mg-Cu)铝合金 淬火特性的研究进展[J].有色金属科学与工程,2018(04):70-75.
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