活柱筒和液压缸是煤矿生产中DZ-22单缸液压支柱的关键零件,属长缸筒类零件,生产中用量很大,对煤矿产煤生产和生产安全具有重要意义。活柱筒和液压缸在生产中主要承受矿石静压负荷和一定弯曲、冲击(振动)负荷,要求零件具有较高的强度和硬度,并且要求变形小,刚性好。零件材料为27SiMn钢。为了满足其工作的需要,我们通常采用高频感应加热设备进行热处理,调质处理后硬度:活柱筒为270-310HBW,液压缸为260-290HBW。要求其直线度误差≤0.8mm。

    活柱筒和液压缸原热处理工艺采用高频感应加热,加热后工件垂直淬火冷却。由于工件长1050mm,属细长工件,淬火弯曲变形较大,90%以上淬火工件直线度误差达1-4mm,远超过工艺允许公差,增加了校直工序和时效工序,变形严重的工件甚至造成报废。原工艺(校直)劳动强度大,生产效率低,成本高,工时长,而且产品质量不高,应改进工艺和提高生产率。

    为了减少和消除上述长缸筒类工件变形失效缺陷,提高生产效率,研制了一台高频感应加热热压淬火机床,对活柱筒和液压缸零件进行高频感应加热热压淬火(喷水冷却)试验,取得满意效果。

    活柱筒和液压缸零件高频感应加热功率为160kw,频率1500Hz,电压<700V,加热时间为2.5min,加热温度为910℃。加热到温后,零件推入三个滚子中间加压至5MPa。加压中工件旋转,工件转速为46r/min。加压旋转后,对工件喷水淬火冷却,卸料后回火处理。

    采用高频感应加热热压喷水淬火冷却工艺处理后,活柱筒和液压缸直线度误姜≤0.6mm,达到了技术要求指标,满足了生产技术要求,提高了生产率和产品质量,产品合格率达93%以上;同时降低了工人劳动强度,产品生产成本大为下降。

    本文简单分析了长缸筒高频感应加热淬火变形缺陷及其改进工艺,大家在按照上述工艺进行热处理时,一定要认真,仔细,以免工件产生不必要的缺陷。