转向节内孔椭圆解决方案

顾飞

关键词：转向节内孔椭圆解决

1问题描述

转向节材料：QT450-10，表面喷丸强化处理。现加工工艺为：如图1示：镗φ82-0.078mm内孔，再以内孔定位，套车外径。问题点：镗孔完成后，内孔尺寸合格，椭圆0.01mm，套车后测量内孔尺寸，椭圆0.03-0.045mm。为便于查找变差点和数据分析，在内孔的内外侧和垂直方向上分为4个部位，对称方向上的8点作为测量内径的测量点，分别为A、B、C、D。见示意图2。

抽取5套（左右各5件），使用测量工具：内径千分表，精度：0.001。尺寸见表1。

左件

序号ABCD椭圆度

181.91381.88381.91581.9130.032

281.92381.88781.92681.9230.039

381.91481.8881.91781.9150.037

481.91481.88381.91481.9050.031

581.91681.88181.9281.9260.045

左件椭圆均值：0.0368

右件

序号ABCD椭圆度

181.89781.87781.9181.8950.033

281.91481.88581.91681.9120.031

381.91981.88481.92581.9240.041

481.91581.88681.91681.9140.03

581.92181.88581.92781.9170.042

右件椭圆均值0.0354

通过表1数据和折线图显示，尺寸主要变差点在B部位，且左右件变差部位一致。

2原因分析

2.1化学成分及金相分析：检测工件化学成分：C：3.8%，Si：2.6%，Mn：0.28%，P：0.03%，S：0.03%，Mg：0.03%化学成分符合产品标准。金相分析：如图，基体组织：铁素体，珠光体≤25%，符合产品要求。浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。

2.2结构分析：见图3、图4所示，铸造结构工艺性分析，Y—Y方向结构不对称；单边加工量4.5-5.5mm，加工量大。

根据以上现状分析，由于铸件结构不对称，铸造过程中，各部分的冷却速度不同，在同一时期内铸件各部分的收缩不一致。但铸件各部分彼此相连，互相制约，不能自由收缩，因而产生热应力。经切削加工后，应力释放，是造成内孔椭圆变差的主要原因。为解决椭圆大的问题，通过热处理方式，对铸造毛坯进行退火处理，成功解决了这个问题。

3热处理工艺

将工件随炉缓慢加热到Ac1以下的温度，约600±10℃，经4-6小时保温，随炉缓慢冷却至250-300℃出炉空冷。见图5

4试验结果

4.1对退火后的工件进行机加工：镗孔、套车外圆后，检测内孔尺寸，见表2。

左件

序号ABCD椭圆度

181.90281.9181.90781.90.01

281.90881.91881.91381.9150.01

381.90881.91881.9181.9210.013

481.91281.92581.91381.9330.021

581.981.9181.90781.9220.022

681.89281.981.981.9220.03

781.981.981.90381.9170.017

881.89181.8981.89581.8980.008

981.90781.90281.981.920.02

1081.89781.90281.89181.9130.016

右件

序号ABCD椭圆度

181.90881.90881.90581.9250.02

281.90881.91381.9181.9220.014

381.90781.91781.9181.9250.018

481.91281.91881.91581.9310.019

581.89981.90881.90281.9160.017

681.8981.981.89281.9120.013

781.89581.90881.89781.9140.019

881.88781.89581.88881.9080.021

981.90281.90381.90581.910.008

1081.8981.88981.89381.8940.005

右件椭圆均值：0.0154

左件椭圆均值：0.0167数据表明，工件通过退火处理，椭圆明显减小。

4.2金相分析：对退火后的转向节进行金相分析，组织如图示，基体组织：铁素体，珠光体≤25%，符合产品要求。

浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。

5结论

生产实践证明，球墨铸铁转向节经退火处理后再进行机械加工，有效的控制了工件的加工应力，椭圆明显减小，且基体组织合格，保证了产品品质。

参考文献：

[1]国家钢铁产品质量监督检验中心.金属材料金相热处理标准汇编.中国标准出版社.GB9441-88.球墨铸铁金相检验P268.

[2]王俊昌，王蓉声.工程材料及机械制造基础.机械工业出版社.