817型车床主轴的材料为20CrMo钢。热处理技术要求:淬硬层深度为0.9-1.2mm,淬火后表面硬度为58-63HRC,弯曲畸变量≤0.15mm。为此,对主轴进行淬火热处理,但极易产生磨削裂纹缺陷,经分析缺陷产生的原因,发现采用高频淬火炉进行热处理,效果良好。
(1)主轴裂纹分析
生产中发现,主轴端面产生磨削裂纹。金相分析发现,主轴淬火后表面出现严重的网状碳化物,级别在5级以上。裂纹区域显微分析发现表层有回火带,主轴端面显微组织呈现二次淬火区。
当淬火加热温度过高时,晶粒长大,得到粗针状高碳马氏体组织,残留奥氏体多,主轴导热性差,磨削热增加。另外,高碳马氏体存在显微裂纹,使其强度下降,在磨削应力作用下沿晶界易产生裂纹。
(2)对策
采用高频淬火炉进行淬火、回火工艺。淬火温度为860℃,在30℃以上油中淬火,然后再经200℃的回火热处理。
采用上述工艺后,主轴弯曲畸变量<0.1mm,回火后硬度为59-61HRC,金相组织为隐晶回火马氏体+均匀细小分布的碳化物,心部为索氏体组织,满足了工作要求。