텔레스코픽 유압 실린더 소재 27SiMn 튜브 가공 전 가공 기술
머리말
실린더 튜브는 유체를 포함하는 내부 공동을 형성하는 핵심 요소입니다. 따라서 내압성, 내마모성 및 피로 강도와 같은 실린더 배럴의 포괄적 인 성능은 텔레스코픽 유압 실린더의 수명에 중요한 역할을합니다.
일반적으로 실린더 튜브는 22MPa (연속 압력) 내에서 최대 55MPa까지의 압력을 견딜 수 있어야합니다. 따라서 텔레스코픽 유압 실린더 튜브 생산에서 실린더 배럴 용 강관의 기술 조건이 명확하게 정의됩니다. 텔레스코픽 유압 실린더 용 튜브는 일반적으로 응력 제거 어닐링 공정, 열처리 공정 정상화, 담금질 및 템퍼링 열처리 공정 등의 공정을 채택합니다. 위의 열처리 공정으로 생산 된 튜브는 다른 기술적 특성을 가지며 유압 실린더에 적합합니다. 다른 환경에서 일하고 있습니다.
1 튜브 텔레스코픽 실린더의 기술 조건
유압 실린더를 생산하기 위해 27SiMn 재료를 만들 때 튜브에 대한 기술 요구 사항은 다음과 같습니다.
1.1 화학 성분 : 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 기계적 성질
인장 강도 Rm≥ 860 MPa, 항복 강도 ReH≥760MPa; 연신율 A5≥12 %, 수축률 Ψ≥40 %; 충격 에너지 AkV2 (20 ℃) ≥39J; 경도 240∼280HBW
1.3 공정 성능
상온에서 압력 테스트는 25 ~ 30MPa 압력을 견딜 수 있습니다 (연속 압력)
1.4 금속 조직
탈탄 층 ≤0.20mm; 거시 구조 측면에서 강관의 일반적인 풀림, 중심 풀림 및 편 석은 ≤2이며 수축 캐비티, 피하 기포, 백반, 박리, 박리, 균열 및 기타 개재물이 없어야합니다. ; 금속 조직 구조는 강화 된 소르 바이트 + 펄라이트, 레벨 3입니다.
1.5 표면 거칠기
표면 거칠기 Rа≤12.5µm
1.6 기하학 정확도
내경과 외경의 치수 공차는 모두 ± 0.15mm입니다.
2 2/3/4/5 Stage Telescopic Cylinder Tube 담금질 및 템퍼링 열처리 공정
복잡한 환경에서 사용되는 단동 또는 복동 텔레스코픽 유압 실린더의 기술적 요구 사항을 충족하고 튜브에 충분한 강도, 경도, 인성, 내압성 및 피로 저항성을 갖도록하려면 담금질 및 템퍼링 열처리를 채택하는 것이 가장 이상적인 선택입니다. 재료의 포괄적 인 기계적 특성을 조정하는 프로세스
2.1 기존의 담금질 및 템퍼링 열처리 공정
실린더 튜브 용 튜브가 고강도, 고경도, 우수한 내마모성, 강한 가소성, 고압 저항, 작은 변형, 적은 탈탄 및 긴 피로 수명과 같은 우수한 특성을 갖도록하기 위해 튜브 열처리는 다음 과정.
27SiMn 재료의 특성에 따라 특정 담금질 및 템퍼링 열처리 공정은 다음과 같습니다.∼920 ℃, 35 분 유지 후 수냉; 그런 다음 510에서 템퍼링 열처리를 채택∼180 분 동안 520 ℃.
이 열처리 후 튜브 표면 거칠기는 12.5μm이고 탈탄 층의 두께는 0.10mm입니다. 금속 조직 구조는 템퍼링 된 소르 바이트 + 펄라이트 + 반망, 스트립, 블록, 침상 페라이트 (그림 3), 입자 크기의 5 등급입니다. 30MPa (지난 10 초)의 내압.
테스트 결과를 분석하고 다음을 얻습니다.
① 텔레스코픽 유압 실린더 튜브를 담금질하고 템퍼링하고 열처리 한 후 인장 강도, 항복 강도, 연신율, 면적 감소, 충격 에너지, 표면 마감 및 탈탄 깊이는 모두 유압 실린더의 기술적 요구 사항을 충족합니다.
② 텔레스코픽 유압 실린더 튜브는 냉각 및 템퍼링 열처리 후 심하게 변형되어 유압 실린더의 기술 요구 사항을 충족시킬 수 없습니다.
③ 텔레스코픽 유압 실린더 튜브가 담금질 및 템퍼링 열처리를 거친 후 튜브의 금속 조직 구조는 입자 크기가 등급 인 템퍼링 소르 바이트 + 펄라이트 + 반 망상, 스트립, 거대, 침상 페라이트입니다. 5, 유압 실린더 배럴의 수준에 도달하지 못합니다. 기술 요구 사항.
2.2 담금질 및 템퍼링 열처리 공정의 효과 불량 원인 분석
2.2.1 강관의 기하학적 정확도로 인해 심각한 변형이 발생합니다.
튜브가 고온에서 급냉되면 냉매의 급속 냉각 효과로 인해 열팽창 및 수축 현상이 순간적으로 발생하고 튜브 자체의 잔류 응력이 열악하여 튜브의 심각한 변형이 발생합니다 담금질 및 템퍼링 후 정확한 허용 오차로. 따라서 퀜칭 및 템퍼링 전에 응력을 완전히 제거하고 구조를 안정화하기위한 열처리 공정을 채택해야하므로 퀜칭 및 템퍼링시 튜브의 변형을 효과적으로 방지 할 수 있습니다.
2.2.2 금속 조직 조직이 요구 사항을 충족하지 않습니다.
(1) 위의 담금질 및 템퍼링 공정의 가열 중 온도는 금속 조직 구조 변형의 요구 사항을 충족 할 수 없습니다. 담금질 온도가 너무 낮 으면 페라이트가 완전히 용해되지 않고 완전히 오스테 나이트 화되지 않습니다. 이 경우 냉각 및 담금질을 수행하므로 담금질 전에 석출 된 거대한 페라이트는 온도의 감소와 시간의 연장에 따라 점차 증가합니다.
(2) 마르텐 사이트 변환이 완료되지 않았습니다. 오스테 나이트는 마르텐 사이트 변환이 발생하기 전에 임계 냉각 속도보다 큰 냉각 속도로 마르텐 사이트 변환 시작 온도 Ms까지 냉각되어야합니다. 마르텐 사이트 변환은 펄라이트 변환과 다릅니다. 오스테 나이트가 Ms 지점 이하의 온도로 냉각되면 일반적으로 접종 할 필요가 없습니다. 변환이 즉시 시작되고 매우 빠르게 진행되지만 변환이 빠르게 중지되어 완료 할 수 없습니다. .
변형을 계속하려면 온도를 낮춰야합니다. 온도가 마르텐 사이트 변태 종료 온도 Mf로 떨어지면 더 이상 마르텐 사이트 변태를 진행할 수 없다. Mf 이하로 식혀도 마르텐 사이트 변태 량이 100 %에 이르지 못했지만 마르텐 사이트 변태가 중단되어 불완전한 마르텐 사이트 변태 현상이있다. 따라서,이 담금질 및 템퍼링 공정에서는 오스테 나이트 변태를 가속화하고 보장하기 위해 담금질 온도 및 유지 시간을 적절하게 증가시킬 필요가 있습니다. 동시에 27 simn 튜브는 냉각수 탱크로 냉각의 단점을 피하기 위해 냉각시 물 분무 냉각을 채택합니다 (27 simn 튜브는 노에서 나온 직후 냉각을 위해 물 탱크에 들어가며, 마르텐 사이트 변태 온도 Ms 포인트. 체 변태는 계속할 수 있습니다. 마텐 자이 트 변태는 연속 냉각 조건에서만 수행 할 수 있습니다. Ms 포인트를 효과적으로 반영 할 수 없습니다). 이 물질의 Ms 점은 355 ℃이기 때문에 물을 분사하여이 Ms 점 온도로 냉각시킨 후 연속적인 물 분사 조건에서 마르텐 사이트를 효과적이고 완전하게 변형시킬 수 있으며 그렇지 않으면 불완전한 오스테 나이트 변태와 잔류 오스테 나이트 조직이있을 수 있습니다.
(3) 냉각 매체는 담금질 중에 튜브의 빠른 열 확산 냉각 효과를 얻을 수 없습니다. 수돗물을 직접 사용하여 강관을 냉각하면 냉각 속도가 너무 빠르며 국부 냉수 수축이 고르지 않고 구조물의 물질이 충분히 확산되지 않고 내부 응력이 크고 파이프가 균열되기 쉽고 흉한 모습. 담금질 냉각 매체가 균일 한 냉각 온도, 작은 온도 차이 및 빠른 냉각 속도의 특성을 갖도록하기 위해 일반적인 담금질 기술은 특히 합금강의 담금질 및 냉각에서 수돗물에 소금 및 기타 혼합물을 추가하는 것입니다. 담금질 냉각은 다른 등온 온도 및 냉각 속도 요구 사항을 충족시킬 수있는 염분 조치를 채택합니다. 따라서 균일 한 온도, 작은 온도차, 빠른 냉각 속도, 균일 한 재료 내부 구조의 효과를 얻기 위해서는 냉각수에 5 %에서 10 %의 산업용 소금을 첨가해야합니다.
2.2.3 가열 및 냉각 속도가 금속 조직 구조 및 튜브 변형에 미치는 영향
가열 및 냉각 속도는 열처리 공정에서 매우 중요합니다. 대형 공작물, 특수 형상 부품, 파이프 등의 경우 열처리에 도움이되지 않는 설계 결함이 있습니다. 가열 및 냉각 속도는 특정 범위로 제한되어야합니다. 그렇지 않으면 공작물의 여러 부분에서 과도한 온도 차이가 발생하여 공작물이 가열 될 수 있습니다. 응력 변형 손상, 열 응력 및 변형이 동시에 발생할 수 있습니다. 오스테 나이트 화 과정이 완료되었는지 여부에 영향을줍니다.
(1) 가열 속도를 제한하십시오. 가열 속도를 제한하는 것은 튜브의 각 부분을 더 균일하게 가열하는 것입니다. 가열 속도가 너무 빠르면 구조의 일부가 오스테 나이트 화되지 않고 냉각이 시작될 때 트로 스티이 트가 형성되어 오스테 나이트 화의 균일성에 영향을 미칠뿐만 아니라 담금질 후에도 원인이됩니다. 알갱이가 거칠고 입 계도 균열이 나타나고 강관이 변형됩니다. 동시에 가열 속도는 재료의 미세 구조에 영향을 미칩니다. 가열 과정에서 속도는 빠르며 두 번째 단계의 일부는 용해 할 시간이 없습니다.
(2) 냉각 속도를 높입니다. 어닐링 중에는 냉각 속도가 느려 야하지만 담금질 및 냉각 중에는 미세 변형을 보장하고 균열이 없다는 전제하에 빠를수록 좋습니다. 냉각 속도는 담금질에 의해 형성된 구조물에 직접적인 영향을 미치며 담금질 된 구조물 마르텐 사이트는 특정 속도에서만 얻을 수 있습니다.
따라서 가열 및 냉각 속도는 강관의 결정화 속도와 변형 확률에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 열처리 공정에서 가열 및 냉각 속도를 정확하게 제어해야만 금속 재료의 금속 구조를 보장하고 튜브의 변형을 피할 수 있습니다.
2.3 개선 된 담금질 및 템퍼링 열처리 공정
위의 분석에 따르면, 튜브 용 강관은 응력을 완전히 제거하고 구조를 안정시키기위한 열처리 공정을 채택합니다. 그런 다음 강관에 대한 담금질 및 템퍼링 공정이 채택됩니다.
위의 담금질 및 템퍼링 열처리 공정 후 튜브를 테스트하고 기하학적 치수 정확도, 직진도 및 성능이 매우 우수합니다. 튜브 표면 거칠기는 12.5μm, 탈탄 층의 두께는 0.15mm입니다. 스틸 튜브에는 잔류 수축, 피하 기포, 흰색 반점, 박리, 박리, 균열 등이 없으며, 중심 다공성 및 편 석은 모두 레벨 2이며 금속 조직 구조는 레벨 3 (강화 소르 바이트 + 페라이트 ) (그림 7); 내압 35∼38MPa (10 초 지속).
텔레스코픽 유압 실린더 튜브가 직진도의 변화를 제외하고 담금질 및 템퍼링 열처리를 거친 후 다른 포괄적 인 표시기는 유압 실린더 튜브의 기술적 요구 사항을 완전히 충족하고 예상 목적을 달성합니다. 강관의 직진도가 변하는 이유는 관 각부의 잔류 응력 차이로 고온 담금질시 냉매의 급냉에 영향을 받아 순식간에 열이 발생하기 때문입니다. 팽창 및 수축으로 인해 담금질 및 템퍼링 후 강철 튜브가 구부러집니다.
담금질 및 템퍼링 후 튜브의 심각한 굽힘을 해결하는 효과적인 방법은 다음과 같습니다.
튜브는 예비 사전 보정을 거쳐야합니다. 담금질 및 템퍼링 공정이 완료된 후 강관이 최종 마감 처리되어 강관이 텔레스코픽 유압 실린더의 기술적 요구 사항을 완전히 충족시킬 수 있습니다.
결론
조정 된 담금질 및 템퍼링 공정은 반복되는 많은 실제 테스트를 통과하고 분석 및 시연을 수행했습니다. 그것은 합금 원소를 포함하는 합금강을 최대한 활용하고 강한 경화 특성을 가지고 있으며 재료의 포괄적 인 성능을 향상시키기 위해 담금질 및 템퍼링 공정을 채택하고 담금질 및 템퍼링 전에 튜브를 채택합니다. 열처리 과정은 스트레스를 완전히 제거하고 첫 번째 단계에서 구조를 안정화 한 다음 담금질 및 담금질 (담금질 + 담금질) 열처리 과정을 채택하여 재료의 포괄적 인 기계적 특성을 조정하여 강관은 고강도, 고경도, 우수한 내마모성, 강한 가소성 및 압력을 가지고 있습니다. 대형, 탈탄 감소 및 약간의 변형과 같은 포괄적 인 성능 이점은 텔레스코픽 히드라의 기술적 요구 사항을 완전히 충족합니다.