42CrMo钢制破碎机动锥轴裂缝分析及加工工艺改进

　　42CMo钢制破碎机动锥轴裂缝分析及加工工艺改进张春梅边勇俊2（1.唐山学院机电工程系，河北唐山2唐山市产品质量监督检验所，河北唐山063000）：介绍了42CMo破碎机动锥轴裂缝的原因，强调指出锻造温度过高、原始组织不好，表面高频淬火，但淬火后没经过回火处理，组织应力和热应力的积聚是导致轴产生横向裂纹和龟裂的主要原因。

　　42CMo动锥轴是圆锥破碎机的重要构件，其机械性能的好坏直接影响破碎机的使用。圆锥破碎机通过电动机、皮带轮或联轴器、传动轴和圆锥部在偏心套的迫动下绕一周固定点作旋摆运动，从而使破碎圆锥的破碎臂时而靠近又时而离开固装在调整套上的乳臼壁表面，使物料在破碎腔内不断受到冲击、挤压和弯曲作用而实现破碎。该破碎机是我国目前对坚硬矿石进行中碎和细碎的一种典型设备，应用非常广泛。该机具有破碎比大、产量高、功耗少、产品粒度均匀、对硬物料破碎适应性强等特点，适用于选矿、化工、水泥、耐火材料、磨料、建筑材料等工业部门对各种高、中等硬度的矿石和岩石的细碎。

　　1问题的提出唐山市某厂对外加工42CMo破碎机动锥轴，检验结果表明，经加工后的动锥轴常有裂纹产生，因此有必要对在加工过程中产生裂纹的原因进行分析。所示为破碎机动锥轴的外观图。

　　轴表面经高频淬火后的硬度为HRc52~ 57要求硬度为HR51.5~57在合格范围内。

　　该批轴高频淬火后没经过回火处理。

　　高频淬火3d后进行磨削，发现轴表面有裂缝。

　　2取样与检验沿轴的横向裂缝用线切割取样，依据GB/T13298- 91金属显微组织检验方法》检验|1. 21化学成分该轴的设计材料为42CMo钢，采用化学分析来两种相反的效应，但占据主导地位是有离心沉降的作用。

　　关于湍流对分离影响的研究至少可以表明，在水力旋流器的工作中，一般应设法降低湍流强度，这种降低不应理解为对给入压力的限制，而应更多地考虑旋流器在几何结构上的改进。

　　法对所取试样进行化学分析，分析结果见表1.从化学成分分析结果看，该轴的化学成分符合标准。表1动锥轴的化学成分分析结果（依据化学成分标准值检测值2金相检验宏观看，裂缝断面处有明显的淬火层和非淬火层界限，非淬火层晶粒粗大，有明显闪光的刻面，淬火层断口很细腻（）。

　　裂缝断口经显微镜下金相检验，轴的表面高频淬火层为淬火马氏体，轴的非淬火层为粗片状珠光体加网状铁素体，晶粒粗大并显示有奈状晶粒，依据GB/T6394- 2002金属平均晶粒度测定方法》评定为2级，见图S 342CMo轴的裂缝原因分析此轴原始组织不好，加之锻造温度过高，锻后冷却速度很慢，使之生成粗片状大晶粒珠光体加网状铁素体组织，此组织降低了轴的机械性能。

　　应该进行调质或正火处理，理想的组织应该是细小的球状珠光体或细小的片状珠光体。

　　表面高频淬火层为淬火马氏体，由于没经过回火处理，存在大的组织应力和热应力。奥氏体转变成马氏体使体积膨胀，马氏体层和粗片状大晶粒珠光体加网状铁素体组织之间产生大的拉应力，致使轴淬火层和非淬火层间产生裂缝。

　　轴表面高频淬火后没有回火，3d后磨削时发现裂缝，裂缝形状为龟裂。裂缝产生的原因是：由于轴表面高频淬火后没有进行回火处理，使轴内存在大的组织应力和热应力，磨削导致应力叠加，虽然磨削进刀量正常，还是会产生磨削龟裂。

　　总之，轴芯部组织为粗片状大晶粒珠光体加网状铁素体，说明原始组织不好。轴表面高频淬火后，没经过回火处理是极大的错误。淬火产生的组织应力和热应力导致轴产生横向裂纹和龟裂。

　　4解决措施对该批原材料进行调质处理，即轴的加工工艺为：锻造一粗车一调质热处理一精车一表面淬火一低温回火一精磨。

　　根据材料成分分析，确定采用箱式炉进行调质处理，材料在箱式炉内加热至650°C，保温1h加热到860°C时保温3.5h油淬火，至610°C时回火2h151.淬火工艺为：高频表面淬火油冷。

　　回火工艺为：200°C低温去应力回火，保温加工工艺改进后，很好地解决了轴裂缝问题，满足了轴的设计要求。