油圧シリンダーバレル用の冷間引抜1026鋼管の熱処理

ほとんどの油圧シリンダーは、シリンダー、シリンダーヘッド、ピストン、ピストンロッド、およびシール装置で構成されています。 圧力抵抗、耐摩耗性、疲労強度などのシリンダーの包括的な性能が、油圧シリンダーの耐用年数を決定します。 シリンダーは通常、20Mpa（連続圧力）以内の圧力に耐える必要があり、混合と圧力の適用は55Mpaに達することさえあります。 炭素鋼またはASTMMT102、1026などの低合金冷間引抜鋼管で作られた一般的な油圧シリンダー。通常は応力焼鈍に使用されます。 熱処理は、実際の生産における作動油シリンダーの冷間加工条件が主に次の熱処理プロセスを使用して処理された後の鋼の性能に依存します。

 

応力緩和焼鈍

実験は外径121mm、内径98mmの冷間引抜鋼管で行った。 このプロセスは、再結晶の加熱温度よりも低い熱処理プロセスを採用しています。これは、塑性変形処理によって生じる鋼管の残留応力を排除することを目的としていますが、鋼管の変形亀裂を防ぐために冷間加工硬化を維持します。 にとって 1026チューブ 材料、特定の応力緩和焼鈍プロセスは次のとおりです。480〜500℃に加熱し、180分間保持し、応力除去焼鈍後、鋼管をテストします。 幾何学的寸法の精度と特性を次の表に示します。 鋼管の表面粗さは12.5mで、脱炭層はありません。 金属組織は縞状フェライト+パーライトで、フェライト粒径は9グレードです。 そして、あなたは実験的に見ることができます

• 鋼管の幾何学的寸法精度は基本的に変わりません。
• 鋼管の伸び、断面収縮、表面粗さは技術的要件を満たしています。
• 鋼管の衝撃エネルギーは冷間加工条件より83％高いですが、それでも油圧シリンダーの技術的要件を満たしていません。
• 鋼管の引張強度、降伏強度、硬度は冷間加工により大幅に低下します。

鋼管の金属組織構造は冷間加工条件に比べてわずかに改善されていますが、油圧シリンダーの技術的要件からはほど遠いものです。 応力除去焼鈍の特性は主に金属の内部応力を除去することであるため、熱処理プロセスでは、加熱温度が材料変態温度を超えず、再結晶温度に近いため、金属材料の構造は基本的に変化しません。 一般的な油圧シリンダの材料特性、衝撃靭性、疲労強度の要件が低い場合は、上記の熱処理プロセスを採用できます。

 

正規化 処理

この工程では、鋼管を上限臨界点（AC40またはACM）より60〜3℃高い温度に加熱し、一定時間保持した後、空冷してオーステナイト化を完了します。 目的は、結晶粒径を微細化し、炭化物の分布を均一化し、材料の特性を改善し、平衡状態に近い構造を得ることです。 具体的なプロセスは次のとおりです。920〜930℃に加熱し、35分間保持してから、空冷します。

熱処理を正常化した後の鋼管の幾何学的寸法精度と性能をそれぞれ下表に示します。 鋼管の表面粗さは12.5m、脱炭層の厚さは0.05mmです。 金属組織は、パーライト+フェライトの4つのグレードです。 テスト結果は次のとおりです。

外径			内径			楕円率
最大値	最小値	差動	最大値	最小値	差動	最大値	最小値	差動
121.08	120.98	0.1	98.08	98.00	0.08	121.07	120.98	0.09

 

• 鋼管の伸び、断面収縮、衝撃エネルギー、表面粗さはすべて技術的要件を満たしています。
• 鋼管の幾何学的サイズは、技術的要件の範囲内ではありますが、大きく変動しますが、限界値に近づいています。
• 鋼管の引張強度と降伏強度は、冷間引抜鋼管よりも大幅に低くなっています。
• 鋼管の金属組織は大幅に改善されていますが、それでも油圧シリンダーの技術的要件を満たしていません。

正規化により、過共析鋼の網目状のセメンタイトを除去し、過共析鋼の格子を微細化し、包括的な機械的特性を向上させることができます。 いつ ASTM MT1026 が正規化され、AC3を超える温度に加熱され、フェライトがオーステナイトに変態し、フェライトが徐々にオーステナイトに溶解し、すべてのオーステナイトが変態し、多数の微細で微細に配置されたオーステナイト組織が生成されます。 つまり、熱処理プロセスによって材料に一定の引張強度、降伏強度、可塑性、靭性などを持たせることができますが、曲げおよびねじり能力はまだ低く、特に疲労強度はの技術的要件を満たすことができません。油圧シリンダー。 したがって、一般的な環境で油圧シリンダーを使用し、性能と疲労強度の要件が高くない場合は、熱処理プロセスを採用できます。

 

焼入焼戻し

複雑な環境で使用される油圧シリンダーの技術的要件を満たしたい場合、シリンダーチューブは、高強度、高硬度、優れた耐摩耗性、強力な可塑性、高圧、小さな変形、少ない脱炭、長い疲労などの優れた特性を備えています寿命、鋼管の熱処理は次のプロセスに従って実行されます。 ASTM MT1026材料の特性によると、特定の焼入れおよび焼戻し熱処理プロセスは次のとおりです。910〜920℃に加熱し、35分間保持してから、水で冷却します。 その後、焼戻し熱処理を採用し、510〜520℃で180分間保温しました。 この熱処理後の鋼管の幾何学的寸法精度と特性を以下の表に示します。

アイテム価格	冷間引抜サイズ		焼き戻し後のサイズ
	最大値	最小値	最大値	最小値
OD	121.07	121.98	121.98	121.18
ID	98.08	98.00	98.7	98.35
楕円率	121.07	120.98	121.63	121.69

 

鋼管の表面粗さは12.5m、脱炭層の厚さは0.10mmです。 金属組織構造は、強化ソルビン酸塩+パーライト+半網状、縞模様、塊状、針状フェライトであり（図3）、粒径は5グレードです。 30MPaの圧力に耐えます（10秒間）。 上記の試験結果を分析した結果は以下のとおりです。

• 焼戻しおよび焼戻し熱処理後、鋼管の引張強度、降伏強度、伸び、断面の縮小、衝撃加工、表面仕上げ、および脱炭層の深さはすべて、油圧シリンダーの技術的要件を満たしています。
• 焼戻しおよび焼戻し熱処理後、鋼管はひどく変形し、油圧シリンダーの技術的要件を満たすことができません。
• 焼戻しおよび焼戻し熱処理後、鋼管の金属組織構造は焼戻しソルバイト+パーライト+半網状、ストリップ、ブロック、針状フェライトであり、粒径は5グレードであり、油圧シリンダーの技術的要件を満たしていません。
• 上記焼戻し焼戻し熱処理後、鋼管の表面粗さは12.5m、脱炭層の厚さは0.15mmとなります。

鋼管には、収縮キャビティの残留、気泡、剥離、層間剥離、亀裂などの現象はありません。 中心の気孔率と偏析はグレード2で、金属組織はグレード3（強化ソルバイト+フェライト）です。 35〜38MPaの圧力に耐えます（10秒間）。 試験結果は、焼戻しおよび焼戻し熱処理後の鋼管は、真直度の変化を除いて、他の包括的な指標が油圧シリンダーの技術的要件を完全に満たし、期待される目的を達成することを示しています。 鋼管の真直度が変化する理由は次のとおりです。鋼管の各部の残留応力の違いによるものであり、高温で焼入れする場合は、冷却媒体の急冷係数の影響を受けます。熱膨張と冷収縮の現象が瞬時に発生し、焼入れ焼戻し後の鋼管の曲げ現象を引き起こします。 焼入れ焼戻し後、油圧シリンダーの要件を完全に満たすように鋼管を真っ直ぐにします。