榨油机榨螺是榨油机的重要零件,榨螺材料为18CrMnTi钢。生产发现,榨螺使用中多次发生局部严重磨损和渗碳层内裂纹扩展导致表面剥落失效,工作寿命榨油少,服役寿命短。针对榨螺高频淬火设备热处理工艺缺陷失效分析并改进热处理工艺措施,取得良好效果,榨油机榨油(寿命)延长,质量优良。
检测榨螺渗碳层硬度分布发现,榨螺表面硬度仅为60HRC 左右,其耐磨性不足,硬度偏低。检验发现,距工件表面0. 15 -0..30mm处有一残留奥氏体,残留奥氏体硬度低,分布于渗碳表层内的伪共析区里,因而对工件均匀磨损不利。分析认为,榨螺工作要求强度、硬度高,渗碳层表面硬度不应低于63HRC,高频淬火设备淬火后其硬度以不低于61HRC为宜。金相检验发现,螺渗碳后渗层出现网状碳化物严重,并且呈连续分布,深度达0.45mm。连续网状碳化物使渗层组织变脆,受接触疲劳应力影响,表面出现剥落,并且往往形成渗层内裂纹的裂纹源。分析表明,榨螺渗碳层硬度低和渗层中存在严重连续网状碳化物导致工件强度低,脆性大,疲劳强度下降,这是造成工件早期失效的主要原因。此外,渗层深度不均匀也对工件抗磨损和抗疲劳性能有重要影响。
经过分析和生产试验,提出了18CrMnTi钢榨螺气体渗碳、空冷、预热后低温短时高频淬火设备淬火改进工艺,经改进工艺处理后,工件获得隐针马氏体+颗粒碳化物组织。渗碳层内残留奥氏体发生分解,析出大量粒状碳化物;同时,残留奥氏体带消失,渗碳层分布合理,表层碳质量分数在1.1%以上,这对工件获得高耐磨性和高疲劳强度是重要的。硬度对比可知,改进高频淬火设备工艺处理后,榨螺试件较原工艺处理后性能值提高1倍,耐磨性提高3倍以上。榨螺失效零件经工艺改进后力学性能和抗磨损性能大幅度提高,延长了工件使用寿命,技术经济效果显著。