阀块孔口加工出现鳞片状刀痕分析

沈　敏

(三一重工股份有限公司路机事业部，湖南 长沙410100)



阀块孔口加工出现鳞片状刀痕分析

沈敏

(三一重工股份有限公司路机事业部，湖南 长沙410100)

普通阀块加工过程中，发现一批阀块孔口出现鳞片状刀痕。通过现场调查分析，初步判断为阀块毛坯材料问题造成的。通过进一步的采样试验和检测，确认为毛坯材料分层造成材料硬度波动，导致加工过程中振刀，从而出现鳞片状刀痕。通过更换合格的毛坯材料，问题得以解决。

阀块；鳞片状刀痕；钢材；热处理

1　问题缘起

阀块作为一类典型的液压元器件，在工程机械等行业有着广泛的应用。公司在前期加工普通低压阀块的过程中,采用Q345B钢板数割下料作为阀块毛坯，出现一批阀块孔口呈鳞片状刀痕。该现象发生概率虽然较低，但是影响严重。由于阀块孔口往往是密封面，这种鳞片状刀痕将导致密封不严而造成漏油。

经现场检讨，问题大多集中在加工某型阀块的某复合孔时，接近孔口的台阶面和锥面有明显的鳞片状刀痕(见图1)。阀块加工路线为：数割-铣-粗磨-刨-数控加工-精磨-钳-镀，问题出现在数控工序。

2　初步验证

经核实，加工参数合理，刀具为新领刀具，也未见磨损或异常。经进一步调查发现，该阀块毛坯为2013年上半年采用钢板B-120/Q345B下的毛坯料。而采用同样的加工中心、刀具、程序、加工参数；操作者加工其他毛坯料(如B-80/Q345B)的阀块的同型复合孔加工时未发现此种现象。

综上，初步怀疑为该批毛坯材料有异常。为进一步验证，我们进行了如下试验：请兄弟单位下了4件料(同样采用钢板B-120/Q345B下料)，由同样的加工中心、刀具、程序、加工参数、操作者，加工同一零件,结果4件产品该复合孔位置均未发现上述不良情况(见图2)。

3　深入分析

为进一步查找原因，我们对问题阀块的同批毛坯采样，进行了化学成分分析、金相分析和硬度检测。

3.1化学成分分析

从毛坯一角取样20 mm×20 mm×20 mm立方体，磨平六面后，送试验检测中心进行化学成分分析。

化验结果见表1。从化验结果看，样品符合国家标准《GB/T 1591-2008 低合金高强度结构钢》关于Q345B化学成分的规定。

表1　检测中心的化学成分分析结果　%

3.2金相分析

从毛坯上沿板厚方向切片取样，送试验检测中心进行金相分析，结果显示材料沿板厚方向存在较明显的分层、偏析(金相)(见图3)。

3.3硬度检测

将毛坯磨六面见光，注意对各面做好标记：上表面、下表面为钢板120 mm厚度方向的两个面，亦即钢板轧制时的上下表面；左右侧面、正反面为火焰切割的切割断面(见图4)。

对6个面适当远离边缘的位置各取5个点检测硬度，显示上下表面硬度明显高于四周的4个面的硬度(见图5)。

通过上述检测结果，确认该批毛坯有异常：材料牌号正确，但是材料存在分层和偏析，硬度分层明显：上下表层硬度高于中间层硬度。

4　结语

综合上述加工试验和毛坯样品分析，找出了该批阀块孔口鳞片状刀痕的原因：该批阀块的毛坯材料存在分层和偏析，上下表层硬度偏高，导致加工孔口台阶面和锥面时出现振刀，从而产生类似鳞片状刀痕。

将问题毛坯标记封存并更换合格毛坯后，加工出来的阀块正常，该问题已得到了解决。

[1]国家质量技术监督局.GB/T 17505-1998 钢及钢产品交货一般技术要求[S].北京：中国标准出版社，1999.

[2]中国钢铁工业协会.GB/T 1591-2008 低合金高强度结构钢[S].北京：中国标准出版社，2009.

(编辑孙德茂)

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Analyzing scale-like marks on valve block

SHEN Min

(Road Machine Division,Sany Heavy Industry Co., Ltd., Changsha 410100, CHN)

During manufacturing common valve blocks, find a batch of valve block that with poor scale-like marks on the orifice. Through field investigation and analysis, caused by valve block blank material problems by a preliminary judge. By further sampling test and the detection and confirmation for the stratification causing the blank material hardness fluctuation, resulting tools’ vibration in process, which appears poor scaly marks. By replacing qualified blank material, problems has being solved.

valve block; scale-like marks; steels; heat treatment

TG142.1

B

沈敏，男，1982年生，工程师，工艺所长，研究方向为机械制造工艺及装备，已发表论文1篇。

2015-09-24)

160123