热处理工艺对20Cr钢表面粗糙度影响的试验研究

□ 郝少祥 □曲全鹏

1.河南工程学院 机械工程学院 郑州 4511912.河南工程学院 工程训练中心 郑州 451191

1 试验研究背景

在大规模机械化、自动化生产过程中,需要保证零件表面粗糙度趋于一致或稳定在设定范围内。笔者从热处理工艺方面解决问题,查阅相关文献,确认零件的表面粗糙度与零件内部的组织有关[1-4],而零件内部的组织又与所用材料的热处理工艺有关[5]。对此,以常用的20Cr钢为研究对象,在机械加工条件不变的前提下,研究20Cr钢热处理工艺与零件表面粗糙度之间的关系,通过改进20Cr钢的热处理工艺，来实现控制和稳定零件表面粗糙度这一目标,为相关生产企业提供技术支持和工艺保障。

2 试验方法

20Cr钢是企业常用的一种钢,属低碳低合金渗碳钢,常用于制造齿轮、齿轮轴、花键轴、销轴、塑料模具、钻模、专用量具、连杆、丝杠、高强度螺栓等零件[6-9]。

试验用20Cr钢取自鞍钢产的规格为φ30 mm×4 000 mm的棒材,其化学成分包括0.19%～0.21%C、0.87%～0.91%Cr、0.65%～0.70%Mn、0.18%～0.21%Si、0.026%～0.029%P、0.022%～0.027%S、0.021%～0.025%Ni、0.018%～0.020%Cu。将原始棒材加工成规格为φ30 mm×150 mm的短圆棒,均分为五组试验坯料。五组坯料分别进行正火、退火、调质、淬火+中温回火、正火+高温回火五种热处理工艺。每组中取出一根试验坯料,加工出若干规格为φ30 mm×8 mm的薄圆片。薄圆片再经线切割,加工成规格为φ10 mm×8 mm的柱状金相试样。剩余的试验坯料留作机加工试样,分别经粗加工、半精加工、精加工处理。

采用SX-2.5-10箱式电阻炉进行热处理,采用53X正置金相显微镜进行金相组织观察并拍照,采用TR200针描式粗糙度仪测量表面粗糙度,采用HB-3000布氏硬度计测量布氏硬度,采用HR-150洛氏硬度计测量洛氏硬度。……