2020-10-20
來源： 《金屬加工（熱加工）》雜志
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閥座是隔膜泵上的關鍵易損件，工作時受到嚴重的沖擊和沖刷磨損，其內在質量的好壞，將直接影響到整機的工作效率和使用壽命。閥座的最佳使用壽命在1200h以上，但在用戶的使用過程中，有40%的工件滿足不了要求。
閥座對于熱處理的要求很高，針對這一現象，我們開展了對閥座熱處理（滲碳、淬火、回火）過程的全面分析，找到了在熱處理環節的主要原因。在滲碳、淬火階段高溫加熱過程中，閥座擺放的工裝治具和裝爐方法存在問題，使閥座在熱處理過程中產生了變形，造成閥座在磨削后，淬硬層硬度不均，使用壽命降低，達不到設計要求。需要重新設計和改進閥座在滲碳、淬火階段的工裝治具、裝爐方法和增加校形工裝治具，保證閥座淬硬層深度和硬度的均勻性，從而提高閥座的使用壽命。
1、 閥座生產時的技術要求
閥座的技術要求為：滲碳、滲層深度≥2.3mm，淬火后硬度55～60HRC。加工路線為：鍛造→粗車→預備熱處理→半精車→滲碳→精車全部→淬火、回火→磨削。在整個加工路線中有三道熱處理工序，這是保證閥座內在質量和提高使用壽命的關鍵環節。
2、 閥座的失效形式及原因
對失效閥座進行分析，總結為兩點：一種是表面剝落；另一種是沖擊和沖刷磨損。失效的原因為：閥座工作表面硬度不勻，在工作過程中，受到高壓和硬質料漿的高速沖刷后，造成閥座的內表面很快形成沖刷過的溝槽或掉皮，使閥座過早的失效。對磨損嚴重閥座進行硬度檢測，發現閥座一周的硬度分布不均，進行金相分析，觀察發現滲層深度不均。
對現場生產閥座的整個過程進行跟蹤，從中發現致使硬度不均的關鍵因素是閥座在熱處理過程的變形，使磨削后閥座的工作面滲層厚度及淬硬層不均，造成使用壽命短。
3、 設計和改進閥座熱處理時的工裝治具
（1） 滲碳時的工裝治具
閥座在裝爐滲碳時，每層隔板上只擺放兩層工件，使工件在高溫滲碳時的變形大大減小。
（2） 設計閥座淬火時工裝治具
閥座在精加工后進行淬火工序，以前采用的是人工單個挑淬法，由于每個操作者的力量不同，挑淬的部位不同，出現變形是不可避免的，變形的部位也不同，變形量和數量也較大。為了解決閥座少變形和不變形問題，需要對閥座淬火專用治具進行重新設計。在淬火治具同時擺放12-15個閥座，即減小了工件的變形，又減小了工人的勞動強度，提高了生產效率。
（3） 增加閥座校形工裝治具
針對個別閥座在滲碳、淬火后的變形，增加閥座校形工裝治具。淬火后變形的閥座，重新加熱校形（通氣體保護），噴砂后重新淬火。根據多批次的生產實踐，校型效果很好，實現了熱處理后無超出加工余量的變形。
4、 結語
滲碳工裝治具的改進及裝爐方式的改變，減小了閥座在高溫滲碳時的變形。
淬火專用治具的設計和使用，減小了閥座在淬火時的變形，大大降低了工人的勞動強度，提高了生產效率，保證了熱處理內在質量。
增加閥座校形工裝治具后，保證了滲碳層的均勻性，淬火后淬硬層的均勻性，提高了閥座的使用壽命。
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