液压油缸缸筒用钢管调质工艺的改进

　　液压油缸基本上由缸筒、缸盖、活塞和活塞杆与密封装置组成，液压油缸的输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比，而缸筒是形成内腔盛装流体的关键元件，因此缸筒的耐承受压力、耐磨性、疲劳强度等综合性能对液压油缸的寿命起到关键性作用。通常对缸筒要求是能耐受20MPa以内压力(持续压力)，对于搅拌和压力的应用，甚至可达到55MPa[1]。

　　根据基本的液压关系(帕斯卡定律)，由缸体产生的线性压力F的大小是系统流体压力P与活塞的有效面积A的乘积[1]，即F=PA(当然，摩擦力和其他实际损耗会降低力的效果)。缸筒是形成内腔盛装流体形成流体压力P的关键元件，所以缸筒对确保线性压力 F 起到关键性作用。因此，在制作液压缸缸筒时，对缸筒用钢管的技术条件都作出了明确的限定。对液压油缸缸筒用钢管(简称缸筒用钢管)采取去应力退火时，加热温度没有超过材料的相变温度，只是接近再结晶温度，所以金属材料的组织基本不发生变化。当采取将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀奥氏体的正火工艺后，相对于去应力退火能够提高钢管的塑性和韧性，但是抗弯曲强度、抗扭曲能力、疲劳强度依然不能满足缸筒技术要求。因此，上述热处理工艺生产的钢管只能适合一般环境下工作的液压油缸[2]。

　　1缸筒用钢管的技术条件

　　制作27SiMn材质的液压油缸缸筒时，对钢管的技术条件要求[1]如下。

　　1.1化学成分

　　对27SiMn钢管的化学成分要求见表1。

　　1.2力学性能

　　抗拉强度Rm≥860MPa，屈服强度ReH≥760MPa;伸长率A5≥12%，收缩率Ψ≥40%;冲击功AkV2(20℃)≥39J;硬度240～280HBW。

　　1.3工艺性能

　　常温下水压试验能耐受25～30MPa压力(持续压力)。

　　1.4金相组织

　　脱碳层≤0.20mm;在低倍组织方面，钢管的一般疏松、中心疏松、偏析均≤2级，不得有缩孔残余、皮下气泡、白点、翻皮、分层、裂纹和其他夹杂存在;金相组织为回火索氏体+珠光体，3级。

　　1.5表面粗糙度

　　表面粗糙度Rа≤12.5μm。

　　1.6几何尺寸精度

　　内外径的尺寸公差均为±0.15mm。

　　2冷拔钢管与缸筒技术条件的差距

　　以外径121mm、内径98mm冷拔状态下的钢管为例，其几何尺寸精度、性能分别见表2和表3，钢管表面粗糙度为3.2μm，无脱碳层。对冷拔后的钢管精度和性能进行分析，得出：

　　①钢管的几何尺寸精度、表面粗糙度完全满足液压油缸缸筒所需技术条件;②与技术要求相比，钢管的抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率、冲击功、硬度(HBW)分别低了8.7%、11.2%、21.0%、33.8%、60.3%、36.5%。