導板是小節距外導式齒形鏈的主要零件。導板與鏈輪嚙合的特點是沖擊小,噪聲低,工作可靠性高,因而在機械傳動和時規鏈傳動中廣為應用。技術要求導板硬度為46-49HRC,組織為細小而均勻的回火托氏體,工件不得存在裂紋和變形,表面無劃痕、脫碳等缺陷。導板材料為40Mn鋼,熱處理工藝為850℃加熱,甲醇裂解保護加熱后淬油,然后硝鹽回火后水冷。生產中發現,少數導板產生開裂導致工件報廢。經分析其缺陷產生的原因,發現將回火工藝改為采用中頻加熱機進行的感應回火可有效避免此類缺陷的產生。
檢驗發現,多數導板開裂位于孔部,并與孔壁相連,也有少數工件兩孔間開裂。主裂紋呈粗線狀穿透壁面略彎曲,寬約0.16-0.22mm。二次裂紋呈人字形與主裂紋相鄰,不穿透壁面,寬度為0.094mm。斷口分析觀察,斷口呈暗灰色為結晶脆性斷口,斷口平整,斷口相對表面發現棕黃色銹蝕坑形貌。斷口表面未發現塑性變形跡象。硬度檢驗發現,工件硬度偏高,硬度為45.5-51.2HRC,大于49HRC的占58.5%,同一零件硬度分布很不均勻,缺陷明顯。金相分析發現,裂紋較粗大,裂紋周圍無脫碳層和明顯非金屬夾雜物,裂紋自表面沿奧氏體晶界伸展,裂紋往內變細,出現分支,裂紋增多。
根據以上分析,提出工藝改進措施如下:
(1)改進回火工藝,以獲得要求的強度和硬度,將殘留應力減至最小,減少鋼中氫含量。回火工藝改為采用中頻加熱機進行,溫度為340℃,回火后工件硬度為46-48HRC,硬度均勻性≤2HRC。
(2)提高工件加工精度和配合精度,改善裝配工藝,防止過盈裝配等不良方式。
采用上述工藝改進措施后,導板從未發現裂紋開裂現象,工件質量符合技術要求,生產運行良好。更好的是此工藝適合大批量大規模生產,可以較大提高工人的生產效率。