攪拌軸熱處理變形的控制

摘 要：反應罐中的攪拌軸具有自身特點，加工工藝也比較特殊，對此，文章根據攪拌軸的熱處理問題，并且運用在生產加工，現已經取得良好加工效果。

關鍵詞：攪拌軸；熱處理；變形控制；加工

在生產加工過程中使用的長軸是指工件長度和直徑的比值在20-25范圍之上的軸類零部件，我們稱之為細長軸。并且在切削力，重力以及頂緊力三個方向力的作用下，橫放置的細長軸會出現彎曲現象。所以做好細長軸的精加工問題，在精確度方面打好堅實的基礎，對于控制工藝加工中細長軸的受熱變形有很大的幫助。反應罐的攪拌軸就是同樣的原理，本文根據實際經驗，工藝生產著手，對攪拌軸的熱處理其彎曲變形的對應措施進行簡要的分析。

1 控制在攪拌軸變形的措施

1.1 攪拌軸的工序尺寸的控制，以及余量的合理應用

攪拌軸的材質一般是2CR13或者是3CR13，由于攪拌軸作為反應罐的主要配件，機械運轉對于其要求比較高，因此鍛鋼作為普遍選擇的材料，正確合理的選擇毛坯料會在很大程度上減少工藝中的粗加工的工作量。生產中的工序加工的余量是指在某一表面上的工序操作對金屬所進行切割的金屬層的厚度。工序加工的余量是前道工序和后道工序的差額數，前道工序的尺寸如果偏大，就會引起后道工序的余量超出，切削力也就會增大，此時的工件就會產生彎曲；但是前道工序的尺寸過小，就會引起后道工序就會有生產缺陷和誤差。對此，各個工序的日常監管工作顯得尤為重要，對工序的尺寸監督要謹慎嚴格，避免細長軸的彎曲。

1.2 攪拌軸的傳統工藝和熱處理

攪拌軸的硬度應該控制在850之內，滲透度的深度應該大于0.50mm，其脆性級別指數應該在1-2級范圍內，這是攪拌軸在熱處理的氮化工藝要求，并且格外規定攪拌軸的全長的變形量應該控制在0.05mm范圍內。

我國在攪拌軸的初期應用上，按照傳統的加工制造方式和流程有著獨自的工藝線路以及熱處理的方法。工藝線路是：鍛坯，退火，調質，粗車，穩定回火，精車等直至精磨后成為成品工藝產品。傳統的熱處理采用的二段氮化的工藝方法，氮化后按照標準進行工藝檢驗，有以下的檢驗結果：

第一，維式的表面硬度為HV150g-945，離表面的距離是0.05mm，硬度是HV150g-910，離表面相距0.60mm處的硬度為HV150g-348。

第二，脆性級別的測定一般用維式的負荷硬度來表示，規定為HV5000g，這時的脆性級別是2級。

第三，攪拌軸的全場測量，其中變形量的變化范圍是3到4mm。攪拌軸的氮化后一般會產生嚴重的變形，究其原因主要就是在加工工藝過程當中，工序的安排采用的是傳統的方法，這樣的工藝流程是不合理的，熱處理的工藝需要現代化的改進。

1.3 攪拌軸的工藝流程和熱處理

在攪拌軸的工藝流程和熱處理方面，根據現代化的生產需求，相應的做了些改變，制定的新工藝方案以及熱處理的工藝措施。

第一，生產工序。穩定回火以及加工建槽之后的配制是工序中新增的步驟，并且在此基礎之上，對氮化處理方面做了調整，將傳統的氮化爐的爐冷調整到150攝氏度后再出爐，更改成為現在的爐冷調整到室溫后再出爐。

第二，改進之后的工序步驟如下：鍛坯，退火，調質，粗車，穩定回火，半精車等。改進之后的熱處理的工藝檢驗結果：維式的表面硬度為HV150g-981，相距表面0.05mm的位置，硬度是HV150g-938，在離表面是0.60mm處的硬度是HV150g-346，整個維式的表面硬度的平均值是HV150g-292；脆性級別的測定使用維式負荷的硬度來計算的，表示為HV5000g，其脆性級別是1級；攪拌軸的全長長度的變量范圍是0.02到0.03mm之間。

2 控制攪拌軸變形的熱處理的具體措施

2.1 熱處理的現場檢測

2.1.1 淬火的硬度一般控制在HB335～342的變化范圍內，按照技術這樣是不合格的產品工藝；回火的硬度控制在HB253～262內，對其調整硬度是合格的；當變形量的變化范圍在5.6～7mm內，攪拌軸的每根軸需要校正性的檢測。

2.1.2 找正。將攪拌軸的軸裝卡用在工裝上時需要用頂尖將軸的兩端中心口頂住，并且旋轉軸部分使用千分表檢測出變形的最高點，最后使用粉筆將旋轉軸做上標記再回火。

2.1.3 人工校正。攪拌軸回火之后，將軸的兩端使用V型的鐵墊支起，熱校正是使用自制的壓力機將變形的最高點加以修正，其中勞動強度最大的并且很容易發生斷裂現象的直接使用回火技術。

2.2 攪拌軸的人處理控制變形措施

2.2.1 熱處理的原理以及攪拌軸的材質相同，但是有效淬火面不同導致工件的冷卻速度也會不同，因此在熱處理過程中硬度掌握也很重要，直徑越小的攪拌軸的工件淬火的硬度會越高，淬火的硬度層的厚度也會越深，相反直徑越大的攪拌軸工件的淬火硬度越低，淬火的硬度層的深度就會越淺。

2.2.2 攪拌軸的各個零部件在變形熱處理過程中的變形量是不同的，其中，主動軸的變形量需要減少溫差著手，采用低溫的裝爐，溫度控制在600攝氏度左右，將主動軸加以預熱，并且調整其燃氣閥門的升溫速度，溫度控制在150～180℃/h之間，油冷至120～180℃出油空冷。這些措施的目的都是為了減少攪拌軸的表面和內部的溫差，從而減小了組織應力以及熱應力，這樣才能有效的控制變量。

2.2.3 熱處理的二次回火為基礎，將組織調整后，與應力徹底的消除，以此保障滲入氮時，攪拌軸的穩定性。

3 結束語

38CrMoAl的攪拌軸的氮化處理的過程當中，并且在生產加工中總結和積累經驗，及時的調整加工工藝，制定出合理的規程，針對不同的工藝實施嚴格的監控管理制度。在生產上將氮化工藝的處理控制在合理的變化范圍內，并跟進國際技術的步伐。此外，在現代化的技術手段中，淬火工藝的項目應用將會用到工件的熱處理中，對控制工件的變形也有很好的發展前景，還需要認真的研究。

參考文獻

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