抛丸机叶轮热处理工艺分析

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引言
此次所选的论文中的抛丸机能够对热处理后产品表面的氧化皮，铁锈，附着物进行清理，去除产品表面的毛刺，对产品进行抛打处理，增加了产品表面的光滑度，使其看上更好的外观，是热处理产品后续工作的重要保障。
而作为抛丸机核心部件的叶轮更是一个磨损件，他的产品的好坏更是影响着热处理工艺的好坏。
一、叶轮的形式和区别
（一）形式
形式：叶轮形式现有两种：双圆盘、单圆盘
（二）区别
双圆盘
优点：抛丸机叶片的受力方式比较好，弹丸的轴向散射方式比较小；
缺点：制造工艺复杂
单圆盘
优点：制造工艺较简单
缺点：叶片的受力方式没有双圆盘的方式好
二、叶轮的主要设计形式与优点
（一）设计形式
现抛丸机主要选择了双圆盘设计方案，让叶片大概伸出了圆盘29mm、这样确保了叶片外径508mm的条件下，同时让圆盘的直径缩小到450mm.。如图21的实物图和22的零件图。



图21 叶轮实物图
（二）优点
1.延长圆盘的寿命。
经大量的实践表明，如果其叶片不伸出叶轮圆盘之外，则其沿靠叶片外轮处，易受到弹丸的冲击，结果必然是该处的严重磨损造成了圆盘的大量报废。 从而增加生产成本。如果缩小了叶轮盘直径，使其叶片稍稍向外沿伸出一点，那么就可以避免了这种不必要的损坏。
2.减少消耗、增加寿命
减少叶轮合金钢（一般采用40Cr锻钢）的材料消耗； 减轻了圆盘重量（大约减少20%）与缩小回转的半径。


图22 叶轮图纸
三、叶轮的材料选择与作用
（一）选择原因
由于叶轮的耐磨性直接决定了叶轮的寿命与抛丸机的运行成本。为了提高叶轮抗冲击磨损能力，不仅要求材料有较高硬度，而且应该拥有足够韧性； 因此，抛丸器叶轮都必须使用高耐磨材料制成。 而抛丸机易损件叶轮一般都采用锻造件，因为叶轮工件比较特殊，因此采用锻造成型件。
（二）叶轮的材料
现国内外对抛丸机叶轮的材质大多选 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@ 
用的都是40Cr、GCr15
（三）Cr在材料中作用
Cr在材料中主要起了决定工件碳化物类型，随着 Cr增多，其碳化物形式仿佛经历网连续减少变化过程， 而其基体上的不连续分布的碳化物才是其需要的组织类型。
（四）作用
C是决定其碳化物的主要因素，随着碳元素的含量增加，导致了其韧性的降低，其硬度和耐磨性随之增加，为了兼顾耐磨性和硬度，其C含量务必控制在1.8%2.8%。
四、热处理工艺的制定
（一）工艺过程
去应力退火→淬火→回火→后期热处理→校正→检验。
抛丸机的叶轮主要为锻造件，因此材料主要为40Cr、GCr15。下面就用GCr15材料举例，介绍下工件热处理工艺。
具体工艺如下：
1.预先热处理
由于锻造件本身的特殊性，所以锻造件在锻造过程中存在着一定的缺陷，十分容易开裂。因此在热处理前必须进行一次去应力退火，防止开裂并细化锻造过程中所产生的不稳定的组织
前一个小时先进行加热，然后在热处理炉中进行四五个小时的保温，保温过后将工件随炉冷却。
2.淬火工艺
抛丸机叶轮锻造件经过预先热处理工艺后，就要进行淬火工艺。首先需要将随炉冷却的去应力退火工件取出，放入淬火炉中。一般淬火工件的温度达到860摄氏度到880摄氏度，具体的保温时间需要视淬火炉中的工件的大小和工件尺寸进行决定。在保温后，需对工件进行冷却，一般选用淬火油进行冷却。
3.后期热处理
由于淬火时，工件内外的冷却速度不一致，工件内部有一定的内热向外传送，产生了热量差，这样会引起工件，开裂。因此必须进行后期热处理，对工件进行加热，使工件内外热量保持一致性，这样就能消除工件开裂的情况。
最后，用清洗油对工件进行清洗后，送入校正，检验车间进行最后的技术检验，以备发货。
（二）热处理中常见的缺陷和防护措施
1. 淬火开裂
在工件进行热处理的过程中，工件淬火开裂是一种常见现象，它对工件机械性能、使用寿命等等有着重大的影响，因此加强对热处理工件的淬火开裂问题的讨论、预防是提高热处理产品质量、增加企业经济效益等拥有重大意义。?
淬火裂纹为应力超过了材料的强度所发生的开裂现象。?
裂纹现象：工件表面的裂纹呈现断续、串联等分布，而断口处有淬火油或者盐水痕迹，表面无氧化色，且裂纹两侧处也无脱碳等现象。
（1）淬火开裂的原因
①人为、淬火工艺的不当等因素
②材料的管理不当：把高碳钢、高碳高合金钢当作低碳钢或中碳钢来使用； 采用水淬，或淬火液的选择使用不当； 甚至把有的淬火油中混入了水，促使工件的冷却速度不均匀等。
③淬火加热的温度比正常高，或者工件在高温环境下保温的时间比较长，引起了工件的内部晶粒粗化、组织过大、晶界弱化等现象。
④冷却不当。工件在Ms温度以下被快速冷却，由于组织内部的应力过大而引起工件的开裂；淬火后由于工件未及时进行回火处理，因此工件内部显微裂纹在淬火的应力作用下形成了宏观的裂纹；淬火后由于工件产生的应力不平衡，虽然未使工件开裂，但在后来机加工或者搬运的过程中，工件受外力过大，因此造成了开裂。

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