環(huán)模是顆粒飼料壓制機(jī)的關(guān)鍵零件之一,又是易損件,價(jià)格不菲;其質(zhì)量的好環(huán)和質(zhì)量是否穩(wěn)定,直接影響環(huán)模的使用壽命和顆粒飼料壓制機(jī)的產(chǎn)量、飼料的質(zhì)量,從而影響飼料加工的生產(chǎn)成本。環(huán)模失效的主要形式是?准碍h(huán)模內(nèi)環(huán)表已磨損報(bào)廢,也有少量環(huán)模開裂和?锥氯磯翰怀隽希。環(huán)模的使用壽命主要與環(huán)模材料、環(huán)模的加工工藝有關(guān);對同一環(huán)模材料和同一加工工藝,環(huán)模的使用壽命還與飼料配方、飼料生產(chǎn)工藝參數(shù)、工藝操作等有關(guān)。環(huán)模初試壓是否順利出料主要與環(huán)模?妆砻婀鉂嵍扔嘘P(guān)。目前,國產(chǎn)顆粒飼料壓制機(jī)的環(huán)模材料常見的有20號鋼、35號鋼、45號鋼、20Cr、40Cr、20CrMnT i、40C rMnM o等中、低碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)和合金結(jié)構(gòu)鋼,也有少量采用不銹鋼制造。由于不銹鋼成本高,加工較難,因而常用于特殊飼料生產(chǎn)或應(yīng)用戶要求訂做。對于同一環(huán)模材料,不同的加工工藝將直接影響環(huán)模的質(zhì)量及質(zhì)量穩(wěn)定性,因此,制定合理的環(huán)模加工工藝非常重要,是提高其使用壽命和穩(wěn)定質(zhì)量的關(guān)鍵。環(huán)模因其結(jié)構(gòu),一般由鍛造專業(yè)廠家提供環(huán)模鍛打毛坯。一個(gè)合理的環(huán)模加工工藝主要包括鍛造、粗車、精車、鉆擴(kuò)孔、磨內(nèi)孔及在機(jī)加工工序間安排適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚒?strong style="padding: 0px; color: rgb(0, 0, 0); font-family: 宋體, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 16px; line-height: 32px;">
1、環(huán)模加工中常見的熱處理工藝
在常用環(huán)模材料加工工藝中,常見的熱處理方法有正火、調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳、滲氮。要針對不同的環(huán)模材料,綜合考慮這些熱處理方法的特點(diǎn),而安排于機(jī)加工工序之間。
正火:是將環(huán)模加熱到A cI或A cm以上30℃~50℃,保溫一段時(shí)間(45分鐘至90分鐘)后,在空氣中冷卻。正火處理的冷卻速度比退火處理的冷卻速度快些,得到的組織要細(xì)一些,且生產(chǎn)效率也要高些,因此,常用正火處理來消除前一道工序所帶來的各種組織或性能上的缺陷,消除內(nèi)應(yīng)力,為下一道工序作組織準(zhǔn)備。在環(huán)模加工工藝中,正火處理一般安排在鍛造之后或粗加工之前,也有安排在精車之前。經(jīng)正火處理后的環(huán)模,切削性能有所改善,并能適當(dāng)?shù)馗纳萍庸ず蟊砻婀鉂嵍取?br />
調(diào)質(zhì):是將環(huán)模加熱到Ac3或A c1以上30℃~50℃,保溫一段時(shí)間(45分鐘至90分鐘)后,快速冷卻(淬火或淬油)后,再高溫回火。調(diào)質(zhì)的目的是獲得較高的強(qiáng)度和韌性相配合的綜合機(jī)械性能,特別是保持環(huán)模心部的綜合機(jī)械性能。在環(huán)模加工工藝中,一般安排在精車,擴(kuò)孔之前或粗加工之后;也可以安排在滲氮之前,為最終熱處理準(zhǔn)備良好的組織。對于中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼.要注意淬火與高溫回火的時(shí)間間隔不宜過長,否則,因環(huán)模的復(fù)雜結(jié)構(gòu)而可能造成環(huán)模的熱處理裂紋。
淬火:是將環(huán)模加到Ac3或A c1以上30℃~50℃,保溫一段時(shí)間(45分鐘至90分鐘)后,快速冷卻。常用的冷卻介質(zhì)為水和油。在水中的冷卻速度比在油中快些。如在水中加入0.15%~0.30%的聚乙烯醇,其冷卻介于水和油之間,可得到較好的熱處理組織。淬火一般安排在擴(kuò)孔后或磨削加工之前,可作最終熱處理工藝。
滲碳:是向環(huán)模?妆砻婧蛢(nèi)環(huán)表面滲入碳原子,形成較高硬度、較嚴(yán)密的碳鐵化合物組織,以提高?缀蛢(nèi)環(huán)表面的硬度,提高其耐磨性,從而提高環(huán)模的使用壽命。滲碳主要針對含碳量0.15%~0.25%的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼如20號鋼、20C r、20C rMnT等。滲碳時(shí)間與滲碳層厚度有關(guān),可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)測定。常見的環(huán)滲方式碳為固體滲碳。其方法是將環(huán)模埋入裝滿木炭和助滲劑(na2C03或BaC03)的滲碳箱內(nèi),加熱至920℃~950℃(_般為930℃),保溫一段時(shí)間(時(shí)間視滲碳層厚度要求而定,取出空冷或油冷、水冷。也有氣體滲碳的,一般將環(huán)模豎著堆放入密封的井式滲碳爐中,通入滲碳?xì)怏w或滴入含碳的液體,在930℃保溫后,空冷或油冷、水冷。滲碳作最終熱處理工藝。
滲氮(氮化):滲氮一般作為環(huán)模的最后熱處理工藝,其目的是保證環(huán)模的心部性能而表面得到耐磨的、致密的氮鐵化合物。滲氮常用于中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼如45號鋼,40C r,40C rM nM o等。滲氮后,滲氮表面硬度可達(dá)HV1000~1200 c相當(dāng)于H RC 65~72),有較高的耐蝕性,可增強(qiáng)對水及水蒸汽的腐蝕。但由于氮化時(shí)間較長,氮化成本較高,因而造成環(huán)模價(jià)格也略高些。常見滲氮有井式爐氣體滲氮和輝光離子氮化。注意,對于小模孔環(huán)模(4以下)不適宜采用輝光離子氮化,因?仔《讖介L,如用輝光離子氮化易引起?妆砻孑x光重疊,導(dǎo)致?妆砻婢植繙厣^高而引起局部退火,降低其硬度,從而降低其耐磨性,縮短環(huán)模使用壽命。當(dāng)用井式爐氣體滲氮時(shí),一定要注意滲氮溫度不宜過高,一般為500℃~520℃為宜,如溫度過高,會造成氮化物組織粗化,硬度反而降低,縮短環(huán)模使用壽命。
2、環(huán)模?椎募庸
環(huán)模模孔表面光潔度直接影響環(huán)模生產(chǎn)飼料時(shí)是否順利出料的關(guān)鍵。一般用人工進(jìn)給的鉆孔工藝很難達(dá)到其要求的光潔度。而進(jìn)口的多工位鉆孔專用機(jī)床由于設(shè)備價(jià)格昂貴和其鉆頭依賴進(jìn)口,導(dǎo)致環(huán)模制造成本增加。有的廠家采用專用機(jī)床,雖然能達(dá)到光潔度要求,但生產(chǎn)成本也比較高。這里介紹一種利用普通鉆床經(jīng)過改進(jìn)并輔以必要的工裝,能夠?qū)崿F(xiàn)鉆(擴(kuò))孔半自動(dòng)化,取得令人滿意的環(huán)模?妆砻婀鉂嵍群洼^高的生產(chǎn)效率,降低制造成本;其方法是利用單板機(jī)控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī),其中一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制鉆(擴(kuò))孔進(jìn)給方式,另一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制環(huán)模的轉(zhuǎn)角,達(dá)到自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng);經(jīng)加工后模孔表面光潔度可達(dá)0.8,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)成本降低,自動(dòng)化程度大為提高。通過不同的編程,可改變鉆(擴(kuò))孔的鉆頭或(銑刀)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),可分一步或多次對同一孔進(jìn)行加工;更換不同直徑的鉆頭喊銑刀),可加工不同直徑?椎沫h(huán)模。因此,可對環(huán)模模孔進(jìn)行半自動(dòng)化的粗鉆或精擴(kuò)孔加工。
3、接觸端面的加工和環(huán)模內(nèi)環(huán)表面的加工
由于環(huán)模的兩端分別與動(dòng)側(cè)板和接料盤相連接,因此,對有接觸的端面要進(jìn)行粗加工,而不能直接用粗加工如粗車而一步到位,因?yàn)樵诤蠊ば虻臒崽幚硪滓鸬臒崽幚碜冃螐亩鴮?dǎo)致安裝不便,所以應(yīng)安排中間熱處理之后或最終熱處理之前。環(huán)模內(nèi)圓表面由于在熱處理中產(chǎn)生變形,為了使環(huán)模在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)平穩(wěn),應(yīng)對其進(jìn)行內(nèi)圓磨削加工。磨削加工應(yīng)安排為最后機(jī)加工工序。為了提高環(huán)模的生產(chǎn)效率和確保內(nèi)環(huán)表面質(zhì)量,應(yīng)設(shè)計(jì)專用的磨削加工工裝頭具。
4、其它工序
環(huán)模的熱處理最好采用無氧化加熱的真空爐處理,冷卻介質(zhì)為氮?dú)饪绽浠蛴痛悖@樣環(huán)模環(huán)孔表層氧化層較少,有利于環(huán)模生產(chǎn)飼料時(shí)順利出料。但由于真空爐造價(jià)較高,且比較復(fù)雜。一般的中小企業(yè)未必具有這些設(shè)備而大多利用普通箱式加熱爐和井式爐,這樣,在熱處理時(shí),在?妆砻嬉桩a(chǎn)生一層氧化層。氧化層的存在將直接影響新環(huán)模初生產(chǎn)時(shí)出料是否順利,有時(shí)導(dǎo)致模孔堵塞。因此,環(huán)模在出廠時(shí),應(yīng)清除?籽趸瘜樱偻可戏冷P油。常見的出人意料氧化層方法是壓油糠(糠中添加少量金剛砂或研磨砂)。這里介紹一種在壓油糠前除氧化層的方法:將鋼鐵快速除銹液加鹽酸和水。鹽酸和水充分混合后,用波美比重計(jì)測量為13~15波美,再按其總量按比例(1噸加入40~50kg快速除銹添加劑)配快速除銹添加劑,將環(huán)模放入浸泡5~30分鐘,待其表面氧化層剝落后,再將其水洗后置入堿性0H>8)的水中,再用水清洗干燥即可,在涂防銹油之前,對環(huán)模進(jìn)行磷鈍化有利于環(huán)模防銹并適當(dāng)改善表面光潔度,有利環(huán)模的試壓。磷鈍化方法是將環(huán)模放入磷鈍化液中,靜置20~30分鐘,水洗后干燥即可。
5、典型環(huán)模材料的加工工藝
a、20號鋼20C r20C rMnT i
方案1:開料一鍛造一正火一粗車一調(diào)質(zhì)一精車一鉆(擴(kuò))孔一滲碳一磨-滁氧化層)一試壓一(磷鈍化)一涂防銹油一檢驗(yàn)入庫
方案2:開料一鍛造一粗車一正火一精車一鉆曠)孔一滲碳一磨一試壓一涂防銹油一檢驗(yàn)入庫
b、45號鋼
方案1:開料一鍛造一正火一粗車一調(diào)質(zhì)一精車一鉆曠)孔一淬火一滲碳一磨一滁氧化層)一試壓一(磷鈍化)一試壓一涂防銹油一檢驗(yàn)入庫
方案2:開料一鍛造一粗車一調(diào)南一精車一鉆(擴(kuò))孔一滲碳一磨一試壓一涂防銹油一檢驗(yàn)入庫
c、40C r40C rM nM o
方案1:開料一鍛造一粗車一正火一精車一調(diào)質(zhì)——精車(端面)一鉆(擴(kuò))孔一滲氮一磨一試壓一涂防銹油一檢驗(yàn)入庫
方案2:開料一鍛造一正火一粗車一調(diào)質(zhì)一精車一鉆擴(kuò))孔一淬火一磨一除氧化層)一試壓一(磷鈍化)一試壓一涂防銹油一檢驗(yàn)入庫
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