淬火工艺及冷却方法

淬火工艺及冷却方法
淬火工艺及冷却方法

问:热处理工艺-淬火工艺、淬火介质及冷却方法?

淬火工艺是将钢加热到AC3或AC1点以上某一温度,保持一定时间,然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。

淬火的目的是提高硬度、强度、耐磨性以满足零件的使用性能。淬火工艺应用最为广泛,如工具、量具、模具、轴承、弹簧和汽车、拖拉机、柴油机、切削加工机床、气动工具、钻探机械、农机具、石油机械、化工机械、纺织机械、飞机等零件都在使用淬火工艺。

(1)淬火加热温度

淬火加热温度根据钢的成分、组织和不同的性能要求来确定。亚共析钢是AC3+(30~50℃);共析钢和过共析钢是AC1+(30~50℃)。

亚共析钢淬火加热温度若选用低于AC3的温度,则此时钢尚未完全奥氏体化,存在有部分未转变的铁素体,淬火后铁素体仍保留在淬火组织中。铁素体的硬度较低,从而使淬火后的硬度达不到要求,同时也会影响其他力学性能。若将亚共析钢加热到远高于AC3温度淬火,则奥氏体晶粒回显著粗大,而破坏淬火后的性能。所以亚共析钢淬火加热温度选用AC3+(30~50℃),这样既保证充分奥氏体化,又保持奥氏体晶粒的细小。

过共析钢的淬火加热温度一般推荐为AC1+(30~50℃)。在实际生产中还根据情况适当提高20℃左右。在此温度范围内加热,其组织为细小晶粒的奥氏体和部分细小均匀分布的未溶碳化物。淬火后除极少数残余奥氏体外,其组织为片状马氏体基体上均匀分布的细小的碳化物质点。这样的组织硬度高、耐磨性号,并且脆性相对较少。

过共析钢的淬火加热温度不能低于AC1,因为此时钢材尚未奥氏体化。若加热到略高于AC1温度时,珠光体完全转变承奥氏体,并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒细小,且其碳的质量分数已稍高与共析成分。如果继续升高温度,则二次渗碳体不断溶入奥氏体,致使奥氏体晶粒不断长大,其碳浓度不断升高,会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。同时由于奥氏体含碳量过高,使淬火后残余奥氏体数量增多,降低工件的硬度和耐磨性。因此过共析钢的淬火加热温度高于AC1太多是不合适的,加热到完全奥氏体化的ACm或以上温度就更不合适。

在生产实践中选择工件的淬火加热温度时,除了遵守上述一般原则外,还要考虑工件的化学成分、技术要求、尺寸形状、原始组织以及加热设备、冷却介质等诸多因素的影响,对加热温度予以适当调整。如合金钢零件,通常取上限,对于形状复杂零件取下限。

强韧化新工艺选用的淬火加热温度与常用淬火温度有所区别。如亚温淬火是亚共析钢在略低于AC3的温度奥氏体化后淬火,这样可提高韧性,降低脆性转折温度,并可消除回火脆性。如45、40Cr、60Si2等材料制成的工件亚温淬火加热温度为AC3-(5~10℃)。

采用高温淬火可获得较多的板条状马氏体或使全部板条马氏体提高强度和韧性。如16Mn钢在940℃淬火,5CrMnMo钢在890℃淬火,20CrMnMo钢在920℃淬火,效果较好。

高碳钢低温、快速、短时加热淬火,适当降低高碳钢的淬火加热温度,或采用快速加热及缩短保温时间的办法,可减少奥氏体的碳含量,提高钢的韧性。

(2)保温时间

为了使工件内外各部分均完成组织转变、碳化物溶解及奥氏体的成分均匀化,就必须在淬火加热温度保温一定时间,既保温时间。

(3)淬火介质

工件进行淬火冷却所使用的介质称为淬火冷却介质(或淬火介质)。理想的淬火介质应具备的条件是使工件既能淬成马氏体,又不致引起太大的淬火应力。这就要求在C曲线的“鼻子”以上温度缓冷,以减

小急冷所产生的热应力;在“鼻子”处冷却速度要大于临界冷却速度,以保证过冷奥氏体不发生非马氏体转变;在“鼻子”下方,特别使Ms点一下温度时,冷却速度应尽量小,以减小组织转变的应力。

常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。

●水

水是冷却能力较强的淬火介质。来源广、价格低、成分稳定不易变质。缺点是在C曲线的“鼻子”区(500~600℃左右),水处于蒸汽膜阶段,冷却不够快,会形成“软点”;而在马氏体转变温度区(300~100℃),水处于沸腾阶段,冷却太快,易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力,致使工件变形甚至开裂。当水温升高,水中含有较多气体或水中混入不溶杂质(如油、肥皂、泥浆等),均会显著降低其冷却能力。因此水适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工件的淬火冷却。

●盐水和碱水

在水中加入适量的食盐和碱,使高温工件浸入该冷却介质后,在蒸汽膜阶段析出盐和碱的晶体并立即爆裂,将蒸汽膜破坏,工件表面的氧化皮也被炸碎,这样可以提高介质在高温区的冷却能力。其缺点是介质的腐蚀性大。一般情况下,盐水的浓度为10%,苛性钠水溶液的浓度为10%~15%。可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质,使用温度不应超过60℃,淬火后应及时清洗并进行防锈处理。

●油

冷却介质一般采用矿物质油(矿物油)。如机油、变压器油和柴油等。机油一般采用10号、20号、30号机油,油的号越大,黏度越大,闪点越高,冷却能力越低,使用温度相应提高。

目前使用的新型淬火油主要有高速淬火油、光亮淬火油和真空淬火油三种。

高速淬火油是在高温区冷却速度得到提高的淬火油。获得高速淬火油的基本途径有两种,一种是选取不同类型和不同黏度的矿物油,以适当的配比相互混合,通过提高特性温度来提高高温区冷却能力;另一种是在普通淬火油中加入添加剂,在油中形成粉灰状浮游物。添加剂游磺酸的钡盐、钠盐、钙盐以及磷酸盐、硬脂酸盐等。生产实践表明,高速淬火油在过冷奥氏体不稳定区冷却速度明显高于普通淬火油,而在低温马氏体转变区冷速与普通淬火油相接近。这样既可得到较高的淬透性和淬硬性,又大大减少了变形,适用于形状复杂的合金钢工件的淬火。

光亮淬火油能使工件在淬火后保持光亮表面。在矿物油中加入不同性质的高分子添加物,可获得不同冷却速度的光亮淬火油。这些添加物的主要成分是光亮剂,其作用是将不溶解于油的老化产物悬浮起来,防止在工件上积聚和沉淀。另外,光亮淬火油添加剂中还含有抗氧化剂、表面活性剂和催冷剂等。

真空淬火油是用于真空热处理淬火的冷却介质。真空淬火油必须具备低的饱和蒸汽压,较高而稳定的冷却能力以及良好的光亮性和热稳定性,否则会影响真空热处理的效果。

盐浴和碱浴淬火介质一般用在分级淬火和等温淬火中。

●新型淬火剂

有聚乙烯醇水溶液和三硝水溶液等。

聚乙烯醇常用质量分数为0.1%~0.3%之间的水溶液,共冷却能力介于水和油之间。当工件淬入该溶液时,工件表面形成一层蒸汽膜和一层凝胶薄膜,两层膜使加热工件冷却。进入沸腾阶段后,薄膜破裂,工件冷却加快,当达到低温时,聚乙烯醇凝胶膜复又形成,工件冷却速度又下降,所以这种溶液在高、低温区冷却能力低,在中温区冷却能力高,有良好的冷却特性。

三硝水溶液由25%硝酸钠+20%亚硝酸钠+20%硝酸钾+35%水组成。在高温(650~500℃)时由于盐晶体析出,破还蒸汽膜形成,冷却能力接近于水。在低温(300~200℃)时由于浓度极高,流动性差,冷却能力接近于油,故其可代替水-油双介质淬火。

(4)冷却方法

生产实践中应用最广泛的淬火分类是以冷却方式的不同划分的。主要有单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。

●单液淬火

是将奥氏体化工件浸入某一种淬火介质种,一直冷却到室温的淬火操作方法。单液淬火介质有水、盐水、碱水、油及专门配制的淬火剂等。一般情况下碳素钢淬火,合金钢淬油。

单液淬火操作简单,有利于实现机械化和自动化。其缺点是冷速受介质冷却特性的限制而影响淬火质量。单液淬火对碳素钢而言只适用于形状较简单的工件。

●双液淬火

是将奥氏体化工件先浸入一种冷却能力强的介质,在钢件还未达到该淬火介质温度之间即取出,马上浸入另一种冷却能力弱的介质中冷却,如先水后油、先水后空气等。双液淬火减少变形和开裂倾向,操作不好掌握,在应用方面有一定的局限性。

●马氏体分级淬火

是将奥氏体化工件先浸入温度稍高或稍低于钢的马氏体点的液态介质(盐浴或碱浴)中,保持适当的时间,待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷,以获得马氏体组织的淬火工艺,也称分级淬火。

分级淬火由于在分级温度停留到工件内外温度一致后空冷,所以能有效地减少相变应力和热应力,减少淬火变形和开裂倾向。分级淬火适用于对于变形要求高的合金钢和高合金钢工件,也可用于截面尺寸不大、形状复杂地碳素钢工件。

●贝氏体等温淬火

是将钢件奥氏体化,使之快冷到贝氏体转变温度区间(260~400℃)等温保持,使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺,有时也叫等温淬火。一般保温时间为30~60min。

●复合淬火

将工件急冷至Ms以下获得10%~20%马氏体,然后在下贝氏体温度区等温。这种冷却方法可使较大截面地工件获得组织M+B组织。预淬时形成的马氏体可促进贝氏体转变,在等温时又使马氏体回火。复合淬火用于合金工具钢工件,可避免第一类回火脆性,减少残余奥氏体量即变形开裂倾向。

特殊工件也采用压缩空气淬火、喷雾淬火、喷流淬火。

高频淬火原理及工艺解析

高频淬火含义与原理 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 一、含义 高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火,是使工件表面产生一定的感应电流,迅速加热零件表面,然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备,即对工件进行感应加热,以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内,感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于0,利用这个集肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃,而心部温度升高很小。 二、原理 利用电流的集肤效应,在零件表面形成电流进而加热工件,实现心部和表面不同的热处理状态; 其中根据电流频率的不同分为工频、中频和高频。分别针对不同的淬硬深度和工件大小。高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热,如小模数齿轮及中小轴类零件等。 高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火,是使工件表面产生一定的感应电流,迅速加热

零件表面,然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备,即对工件进行感应加热,以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内,感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。 产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于0,利用这个趋肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃,而心部温度升高很小。 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.

表面淬火工艺

淬火.退火.正火工艺 ◆表面淬火 ? 钢的表面淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下,它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合,表面层还不断地被磨损,因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求,只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点,因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同,表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 ? 感应加热表面淬火 感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点: 1.热源在工件表层,加热速度快,热效率高 2.工件因不是整体加热,变形小 3.工件加热时间短,表面氧化脱碳量少 4.工件表面硬度高,缺口敏感性小,冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力,节约材料消耗,提高零件使用寿命 5.设备紧凑,使用方便,劳动条件好 6.便于机械化和自动化 7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。 ? 感应加热的基本原理 将工件放在感应器中,当感应器中通过交变电流时,在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场,在工件中相应地产生了感应电动势,在工件表面形成感应电流,即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下,电能转化为热能,使工件表面温度达到淬火加热温度,可实现表面淬火。 ? 感应表面淬火后的性能 1.表面硬度:经高、中频感应加热表面淬火的工件,其表面硬度往往比普通淬火高2~3 个单位(HRC)。 2.耐磨性:高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小,碳化物弥散度高,以及硬度比较高,表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度:高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高,缺口敏感性下降。对同样材料的工件,硬化层深度在一定范围内,随硬化层深度增加而疲劳强度增加,但硬化层深度过深时表层是压应力,因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降,并使工件脆性增加。一般硬化层深δ=(10~20)%D。较为合适,其中D。为工件的有效直径。 ◆退火工艺 退火是将金属和合金加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体;共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。 ? 退火的目的 ①降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工。 ②细化晶粒,消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷,均匀钢的组织和成分,改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。 ③消除钢中的内应力,以防止变形和开裂。 1

铝合金淬火新工艺 84-6

铝合金淬火新工艺84-6 武汉水利电力学院机械系管鄂 一、铝合金淬火的意义 铝合金的淬火与一般结构钢的淬火意义不同。单一用淬火工序不能使铝合金达到强化的目的。刚刚淬火的铝合金,强度提高很少很少。但铝合金常常采用淬火工艺,其主要意义在于两个方面:一是使它的塑性提高有利于拉伸矫直等精整工作;二是为时效强化作准备工序。淬火加热时将强化相充分溶解,在高速冷却后得到均匀过饱和固溶体,通过人工时效或自然时效,使过饱和固溶体发生分解,从而使铝合金的强度、硬度大幅度提高。淬火是时效强化前不可缺少的前置工序。铝合金根据其成份可分为热处理可强化铝合金以及热处理不可强化铝合金。下列五类铝合金均可通过淬火——时效处理实现强化: Al-Cu-Mg系硬铝合金,如LY11、LY12、LY6、LY2等; Al-Mg-Si-Cu系锻铝合金,如LD2、LD5、LD10等; Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝合金,LC4、LC5、LC9等; Al-Cu-Mn系耐热铝合金,如LY17等; Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金,如LD7、LD8、LD9等。 二、铝合金淬火加热规范的选择 铝合金淬火加热规范选择正确与否对淬火质量和时效后强化效果以及抗腐蚀性等都有密切关系。加热规范主要包括以下内容:

图1 铝合金淬火温度对其淬火——时效后机械性能的影响 α)铝合金淬火温度与合金成份的关系;b)硬铝在淬火一时效后机械性能与淬 t共晶——共晶温度, t淬——淬火温度火温度的关系。 δ——延伸率与淬火温度的关系曲线; ——强度与淬火温度的关系曲线。 σ b 1.淬火温度 铝合金淬火温度选择相当严格。从铝的二元合金相图(图1α)看出:高合金硬铝(化学成份I-I)固溶线与共晶线十分接近,因此淬火温度选择范围很窄。超过共晶熔化温度就引起过烧,铝合金过烧将导致局部熔化和氧化,对零件耐腐蚀性有较严重影响。时效后强度效果也明显下降;加热温度太低时又可能使合金元素强化相不完全固溶,也影响时效强化效果。(见图1α和b)所以淬火温度要严格控制。例如LY12的过烧温度为504℃,实际淬火温度只能498±3℃;LC4的淬火温度在470-475℃之间,490℃则有严重过烧。

渗碳工艺介绍

渗碳 定义 渗碳是对金属表面处理的一种,采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢,具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分. 相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺,它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度,提高其耐磨程度。 简介 渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。 渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960~1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。 原理渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。 ①分解:渗碳介质的分解产生活性碳原子。 ②吸附:活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。 ③扩散:表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。 渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25%)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。一般渗碳层深度范围为0.8~1.2毫米﹐深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC58~63﹐心部硬度为 HRC30~42。渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩内应力﹐对提高工件的疲劳强度有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度﹑冲击韧性和耐磨性﹐借以延长零件的使用寿命。 分类 按含碳介质的不同﹐渗碳可分为固体渗碳﹑液体渗碳﹑气体渗碳和碳氮共渗。 渗碳工艺 1、直接淬火低温回火组织及性能特点:不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大,合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多,表面硬度较低 适用范围:操作简单,成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件,适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。 2 、预冷直接淬火、低温回火,淬火温度800-850℃组织及性能特点:可以减少工件淬火变形,渗层中残余奥氏体量也可稍有降低,表面硬度略有提高,但奥氏体晶粒没有变化。 适用范围:操作简单,工件氧化、脱碳及淬火变形均小,广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。 3、一次加热淬火,低温回火,淬火温度820-850℃或780-810℃组织及性能特点:对心部强度要求较高者,采用820-850℃淬火,心部为低碳M,表面要求硬度高者,采用780-810℃淬火可以细化晶粒。 适用范围:适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢,某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。

45钢高频淬火.

45钢高频淬火性能研究 学号: 姓名:

45钢高频淬火性能研究 45钢经过调质处理后,有良好的综合性能,广泛应用于各种重要零件,如连杆,齿轮,轴类,不同的热处理工艺得到不同的工艺性能。 本文研究了感应加热表面淬火对于45钢组织性能的影响,采用感应加热表面淬火技术对45钢进行表面强化,对所获得试件的淬硬层进行显微硬度测试。利用金相显微镜对试件淬硬层的组织、厚度进行研究分析。同时与正火并调质件进行硬度、金相组织等方面的比较。结果表明经过高频感应加热淬火后45钢的表面性能明显改善,表面为淬火马氏体,而心部仍为正火组织,使得试件既耐磨又有很强的韧性,所得的工艺参数将被作为生产实践的参考依据。 关键词: 45钢高频感应淬火金相硬度

目录 第一章前言.............................................. 错误!未定义书签。(一)感应加热淬火工艺概述.. (1) (二)感应加热淬火技术特点 (2) (三)高频感应淬火技术的应用.......................... -错误!未定义书签。(四)感应加热淬火技术的发展............................ 错误!未定义书签。(五)感应淬火常见问题及原因............................ 错误!未定义书签。(六)45钢齿轮热处理................................... 错误!未定义书签。第2章工艺方案制定与实验过程............................ 错误!未定义书签。(一)工艺设定.......................................... 错误!未定义书签。(二)实验过程.......................................... 错误!未定义书签。 (1)实验目的......................................... 错误!未定义书签。 (2)实验材料......................................... 错误!未定义书签。 第3章实验结果及分析.................................... 错误!未定义书签。(一)硬度分析.. (12) (二)结论.............................................. 错误!未定义书签。 致谢 (12) 参考文献.................................................. 错误!未定义书签。

热处理工艺规范(最新)

华尔泰经贸有限公司铸钢件产品热处理艺规范 随着铸造件产品种类增多,对外业务增大,方便更好的管理铸造件产品,特制定本规定,要求各部门严格按照规定执行。 1目的: 为确保铸钢产品的热处理质量,使其达到国家标准规定的力学性能指标,以满足顾客的使用要求,特制定本热处理工艺规范。 2范围 3术语 经保温一段时间后, 经保温一段时间后, 3.3淬火:指将铸钢产品加热到规定的温度范围,经保温一段时间后, 快速冷却的操作工艺。 3.4回火:指将淬火后的铸钢产品加热到规定的温度范围,经保温一 段时间后出炉,冷却到室温的操作工艺。 3.5调质:淬火+回火 4 职责

4.1热处理操作工艺由公司技术部门负责制订。 4.2热处理操作工艺由生产部门负责实施。 4.3热处理操作者负责教填写热处理记录,并将自动记录曲线转换到 热处理记录上。 4.4检验员负责热处理试样的力学性能检测工作,负责力学性能检测 结论的记录以及其它待检试样的管理。 5 工作程序 5.1 错位炉底板应将其复位后再装, 5.2 对特别 淬铸件应控制入水时间,水池应有足够水量,以保证淬火质量。 5.5作业计划应填写同炉热处理铸件产品的材质、名称、规格、数量、 时间等要素,热处理园盘记录纸可多次使用,但每处理一次都必须与热处理工艺卡上的记录曲线保持一致。 6 不合格品的处置 6.1热处理试样检验不合格,应及时通知相关部门。

6.2技术部门负责对不合格品的处置。 7 附表 7.1碳钢及低合金钢铸件正火、退火加热温度表7.2碳钢及低合金钢铸件退火工艺 7.3铸钢件直接调质工艺 7.4铸钢件经预备热处理后的调质工艺 7.5低合金铸钢件正火、回火工艺

表面淬火工艺原理4-2

4.2 表面淬火工艺原理 一、钢在非平衡加热时的相变特点 如前所述,钢在表面淬火时,其基奉条件是有足够的能量密度提供表面加热,使表面有足够快的速度达到相变点以上的温度。因此,表面淬火时,钢处于非平衡加热。 钢在非平衡加热时有如下特点: 1.在一定的加热速度范围内,临界点随加热速度的增加而提高。 在快速加热时均随着加热速度的增加而向高温移动。但当加热速度大到某一范围时,所有亚共析钢的转变温度均相同.加热速度愈快,奥氏体形成温度范围愈宽,但形成速度快;形成时间短.加热速度对奥氏体开始形成温度影响不大,但随着加热速度的提高,显著提高了形成终了温度.原始组织愈不均匀,最终形成温度提得愈高. 2.奥氏体成分不均匀性随着加热速度的增加而增大 如前所述,随着加热速度的增大,转变温度提高,转变温度范围扩大.随着转变温度的升高,与铁素体相平衡的奥氏体碳浓度降低,而与渗碳体相平衡的奥氏体碳浓度增大.因此,与铁素体相毗邻的奥氏体碳浓度将和与渗碳体相毗邻的奥氏体中碳浓度有很大差异。由于加热速度快,加热时间短,碳及合金元素来不及扩散,将造成奥氏体中成分的不均匀,且随着加热速度的提高,奥氏体成分的不均匀性增大。例如0.4%C碳钢,当以130℃/s的加热速度加热至900℃时,奥氏体中存在着1.6%C的碳浓度区.显然,快速加热时,钢种、原始组织对奥氏体成分的均匀性有很大影响.对热传导系数小,碳化物粗大且溶解困难的高合金钢采用快速加热是有困难的. 3.提高加热速度可显著细化奥氏体晶粒. 快速加热时,过热度很大,奥氏体晶核不仅在铁素体一碳化物相界面上形成,而且也可能在铁素体的亚晶界上形成,因此使奥氏体的成核串增大。又由于加热时间极短,奥氏体晶粒来不及长大.当用超快速加热时,可获得超细化晶粒。

最新45钢高频淬火汇总

45钢高频淬火

45钢高频淬火性能研究 学号: 姓名:

45钢高频淬火性能研究 45钢经过调质处理后,有良好的综合性能,广泛应用于各种重要零件,如连杆,齿轮,轴类,不同的热处理工艺得到不同的工艺性能。 本文研究了感应加热表面淬火对于45钢组织性能的影响,采用感应加热表面淬火技术对45钢进行表面强化,对所获得试件的淬硬层进行显微硬度测试。利用金相显微镜对试件淬硬层的组织、厚度进行研究分析。同时与正火并调质件进行硬度、金相组织等方面的比较。结果表明经过高频感应加热淬火后45钢的表面性能明显改善,表面为淬火马氏体,而心部仍为正火组织,使得试件既耐磨又有很强的韧性,所得的工艺参数将被作为生产实践的参考依据。 关键词: 45钢高频感应淬火金相硬度

目录 (一)感应加热淬火工艺概述 (1) (二)感应加热淬火技术的特点 (2) (四)感应加热淬火技术的发展 (4) 致谢 (13)

第一章前言 感应淬火是热处理的重要工艺之一,具有加热速度快,节约能源生产效率高,环保,易于操作等优点。对提高零件综合性能有重要影响。 20世纪50年代,感应热处理开始在国内应用,当时此工艺被称做“高周波淬火”。这门热处理新工艺利用线圈电磁感应加热钢铁件是很新奇与吸引人的,它具有加热快、局部淬火、节能、在线生产、便于自动化等特点,很快为热处理工作者所接受。当时感应淬火主要的目标是,提高工件的耐磨性,代替渗碳与氰化,缩短时间周期与降低生产成本。 近几年来,国内感应淬火在提高产品质量,发挥材料生产成本,改善设备性能,增加淬火装置的容器,发展淬火机床,大量采用穿透感应加热淬火工艺,提高机械化和自动化等方面都有了提高。 (一)感应加热淬火工艺概述 感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热,工件放到感应器内,感应器一般是输入中频或高频交流电 (300-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于零,利用这个集肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃,而心部温度升高很小。 感应加热频率的选择:根据热处理及加热深度的要求选择频率,频率越高加热的深度越浅。 高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热,如小模数齿轮及中小轴类零件等。 中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm,一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。 工频(50HZ)加热淬硬层深度为10-20mm,一般用于较大尺寸零件的透热,大直径零件(直径300mm以上,如轧辊等)的表面淬火。 在感应加热表面淬火时产生交变磁场,使得工件中产生出同频率的感应电流。这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到基

热处理工艺规范资料

热处理工艺规范 一、淬火、回火工艺规范 1.淬火、回火准备工作:1)检查设备,仪表是否正常;2)正确选择夹具;3)检查零件表面是否有碰伤、裂纹、锈斑等缺陷;4)确认零件要求的淬火部位硬度、变形等的技术要求,核对零件的形状、材料的加工状态是否与图样及工艺文件相符合;5)表面不允许氧化、脱碳的零件,当在空气炉加热时,应采取防氧化脱碳剂装箱保护或采用真空炉加热;6)易开裂的部位如尖角靠边的孔,应采取预防措施,如塞石棉、耐火泥等。 2.常见材料淬火、回火工艺规范 1)加热温度 表1 常用材料的常规淬火、回火规范 注:Cr12Mo1V1 即 D2(美国)、1.2379(德国)、SLD(日立)、SKD11(日本)、K110(奥地利); 9CrWMn 即 O1(美国)、1.2510(德国)、K460(奥地利); 4Cr5MoSiV1 即 H13(美国)、1.2344(德国)、8407/8402(一胜百)、W302(奥地利); 7Cr7Mo3V2Si 即 LD1;

HS-1是高级火焰淬火,多用模具钢; 除45号钢或特别说明均采用回火两次的工艺。 2)淬火保温时间t =8~10 min+kαD k——装炉系数(1~1.5);α——保温系数(见表2);D——零件有效厚度。 表2 淬火保温系数 3)回火保温时间 ①工件有效厚度d<=50mm,保温2小时; ②工件有效厚度d>50mm,按照保温时间t=d/25(小时)计算; ③每次回火后空冷至室温,再进行下次回火。 4)去应力(入炉时效) ①高合金钢550~650℃,热透后,保温时间>3小时; 3.淬火和回火设备 1)淬火设备——真空淬火炉、中温箱式炉、高温箱式炉。 2)回火设备——真空回火炉、中温箱式炉。 3)冷却设备——水槽、油槽、风箱。 4.操作方法 1)零件应均匀摆放于炉内有效加热区,在箱式炉中一般为单层排列加热,工件间适当间隙。 小件可适当堆放,但要酌情增加保温时间。 2)细长零件加热要考虑装炉方法,以减少工件变形,如垂直吊挂,侧立放平支稳等。

中频表面淬火工艺技术报告

关于中频表面淬火工艺的技术报告 热处理是机械制造中热加工工艺的一种。它对保证机械产品的质量,延长使用寿命,有着重大的作用。钢的热处理就是利用钢在加热、保温和冷却作用下,其内部发生组织状态(晶体结构、组织形态)、物理状态(比容、残余内应力等)和化学成分分布的变化,而使工件具有预期的工艺性能、机械性能、物理性能和化学性能,以达到便于冷热加工,提高使用寿命,充分发挥材料潜力的目的。钢的热处理基本工艺包括退火、正火、淬火、回火和化学热处理等。根据在车间实习和工作情况,我将主要负责车间中频表面淬火工序的工艺编制。所以将重点放在中频表面淬火工序上。 一、感应加热原理及分类 中频加热是感应表面加热的一种。感应表面加热是利用导体(零件)在高频磁场作用下产生的感应电流(涡流损耗)以及导体内磁场的作用(磁滞损耗)引起导体自身发热而进行加热的。根据设备的频率不同分为:①高频加热,频率为100~500千赫。淬硬层深度为0.3~3㎜,加工工件最小直径为Φ28㎜;②中频加热,一般采用8000赫兹和2500赫兹二种,淬硬层深度:8000赫兹 1.3-5.5㎜,加工工件最小直径为Φ16㎜;2500赫兹 2.4-10㎜,加工工件最小直径为Φ28㎜;③工频加热,频率为50赫兹,淬硬层深度为17-70㎜,加工工件最小直径为Φ200㎜。目前,我车间使用的设备是中频立式淬火机床,频率为8000赫兹。而多年不用的高频淬火机床在车间搬、拆迁过程中已经拆除了。 二、感应加热表面淬火工艺及选择 感应加热工艺参数包括着热处理参数和电参数。热处理参数包括加热温度、加热时间、加热速度以及淬火层深度。电参数包括设备的频率、零件单位面积功率等。 感应加热淬火工艺中几个主要问题: 1、确定零件的技术要求 表面淬火零件的技术要求包括:表面硬度、淬火层深度及淬硬区分布、淬火层组织等。 ⑴.表面硬度:感应淬火后零件的表面硬度要求与材料的化学成分和使用的条件有关。 ⑵.淬火层深度:淬火层深度主要是根据零件的机械性能确定的。 ⑶.淬硬区分布:按零件的几何形状与工作条件的不同,各种表面淬火零件的硬化区部分和尺寸有不同的要求。 ⑷.金相组织:按零件的材料及工作条件,规定各格的等级范围。按评级标准进行金相评级。 2、加热温度的选择 感应加热速度快,与一般加热相比,必须选用较高的加热速度,适宜的加热温度是与钢材的化学成分、原始组织状态及加热速度等因素有关。我车间由于设备的限制,只能采取目测加热温度的方法。 3、设备频率的选择 频率的选择主要是根据淬火层深度和零件的尺寸大小来确定。当设备给定或选定以后,设备的频率就是一个不可调的参数。我车间的设备只有立式淬火机床一台,故工艺选择中不再考虑设备频率。 4、感应加热方法及工艺操作 感应加热方法基本分为两种: ⑴.同时加热法,这种加热法是被加热的表面同时共热升温,零件需要加热的整个部分都被感应器包围着。在大批量生产时,为充分发挥设备潜力,提高生产效率,只要设备输出功率足够的条件下,尽可能采用同时加热。 ⑵.连续加热法,零件表面的加热和冷却时连续不断进行的。连续加热生产率较低,但加

淬火工艺、淬火介质及实例

淬火工艺、淬火介质及实例 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 淬火工艺是将钢加热到AC3 或AC1 点以上某一温度,保持一定时间,然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。 淬火的目的是提高硬度、强度、耐磨性以满足零件的使用性能。淬火工艺应用最为广泛,如工具、量具、模具、轴承、弹簧和汽车、拖拉机、柴油机、切削加工机床、气动工具、钻探机械、农机具、石油机械、化工机械、纺织机械、飞机等零件都在使用淬火工艺。 (1)淬火加热温度 淬火加热温度根据钢的成分、组织和不同的性能要求来确定。亚共析钢是A C3+(30~50℃);共析钢和过共析钢是AC1+(30~50℃)。 亚共析钢淬火加热温度若选用低于AC3 的温度,则此时钢尚未完全奥氏体化,存在有部分未转变的铁素体,淬火后铁素体仍保留在淬火组织中。铁素体的硬度较低,从而使淬火后的硬度达不到要求,同时也会影响其他力学性能。若将亚共析钢加热到远高于AC3 温度淬火,则奥氏体晶粒回显著粗大,而破坏淬火后的性能。所以亚共析钢淬火加热温度选用AC3+(30~50℃)这样既保证充分奥氏体化,又保持奥氏体晶粒的细小。 过共析钢的淬火加热温度一般推荐为AC1+(30~50℃)。在实际生产中还根据情况适当提高20℃左右。在此温度范围内加热,其组织为细小晶粒的奥氏体和部分细小均匀分布的未溶碳化物。淬火后

除极少数残余奥氏体外,其组织为片状马氏体基体上均匀分布的细小的碳化物质点。这样的组织硬度高、耐磨性号,并且脆性相对较少。 过共析钢的淬火加热温度不能低于AC1,因为此时钢材尚未奥氏体化。若加热到略高于AC1 温度时,珠光体完全转变承奥氏体,并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒细小,且其碳的质量分数已稍高与共析成分。如果继续升高温度,则二次渗碳体不断溶入奥氏体,致使奥氏体晶粒不断长大,其碳浓度不断升高,会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。同时由于奥氏体含碳量过高,使淬火后残余奥氏体数量增多,降低工件的硬度和耐磨性。因此过共析钢的淬火加热温度高于AC1 太多是不合适的,加热到完全奥氏体化的ACm 或以上温度就更不合适。 在生产实践中选择工件的淬火加热温度时,除了遵守上述一般原则外,还要考虑工件的化学成分、技术要求、尺寸形状、原始组织以及加热设备、冷却介质等诸多因素的影响,对加热温度予以适当调整。如合金钢零件,通常取上限,对于形状复杂零件取下限。 强韧化新工艺选用的淬火加热温度与常用淬火温度有所区别。如亚温淬火是亚共析钢在略低于AC3 的温度奥氏体化后淬火,这样可提高韧性,降低脆性转折温度,并可消除回火脆性。如45、40Cr、60Si2 等材料制成的工件亚温淬火加热温度为AC3-(5~10℃)。采用高温淬火可获得较多的板条状马氏体或使全部板条马氏体提高强度和韧性。如16Mn 钢在940℃淬火,5CrMnMo 钢在890℃淬火,20CrMnMo 钢920℃淬火,效果较好。 高碳钢低温、快速、短时加热淬火,适当降低高碳钢的淬火加热温度,或采用快速加热及缩短保温时间的办法,可减少奥氏体的碳含量,提高钢的韧性。(2)保温时间 为了使工件内外各部分均完成组织转变、碳化物溶解及奥氏体的成分均匀化,就必须在淬火加热温度保温一定时间,既保温时间。

金属材料渗碳淬火工艺综述

金属材料渗碳淬火工艺综述 摘要:渗碳与淬火在金属材料热处理中占有很重要的地位,渗碳是目前机械制造工业中应用最广泛的一种化学热处理方法,能提高材料的耐磨性和疲劳强度;淬火是热处理工艺中最重要,也用途最广泛的工序,能显著提高金属材料的强度和硬度。 关键词:渗碳,淬火,耐磨性,强度,硬度 1、渗碳工艺 1.1、渗碳原理 将低碳钢件放入渗碳介质中,在850~950℃加热保温,使活性碳原子渗入钢件表面并获得高渗碳层的工艺方法叫做渗碳。齿轮、凸轮、轴类等许多重要机械零件还有模具经过渗碳及随后的淬火并低温回火后,可以获得很高的表面硬度、耐磨性以及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度,而心部仍保持低碳,具有良好的塑性和韧性,因此处理后的材料既能承受磨损和较高的表面接触应力及冲击负荷的作用。 渗碳属于化学热处理,过程由分解、吸附和扩散三个基本过程组成,发生的化学反应如下: 2CO→[C]+CO2 Fe+[C]→FeC CH4→[C]+2H2 1.2、渗碳分类 根据渗碳剂的不同,渗碳方法有固体渗碳、气体渗碳和离子渗碳。常用的是前两种,尤其是气体渗碳应用最为广泛。 固体渗碳是将低碳件放入装满固体渗碳剂的渗碳箱中,密封后送入炉中加热至渗碳温度保温,以便活性碳原子渗入工件表层。固体渗碳剂由一定颗粒度的木炭加碳酸盐混合而成。渗碳温度一般为900~930℃,渗碳保温时间视层深要求确定,一般需要十几个小时。固体渗碳加热时间长,生产效率低,劳动条件差,渗碳深度及质量不易控制。 气体渗碳是把零件放入含有气体渗碳介质的密封高温炉中进行碳的渗入过程的渗碳方法。这种渗碳方法通常是将煤油或丙酮等液态碳氢化合物直接滴入高温渗碳炉中,使其热裂分解为活性碳原子并渗入零件表面。气体渗碳温度一般为920~950℃。气体渗碳工艺过程通常可划分为升温排气、渗碳(包括强渗和扩散)、降温冷却三个阶段,如图1所示:

高频淬火操作规程

高频淬火操作规程 1、高频操作者必须经培训合格才能上岗。 2、机床启用首先打开供水系统,然后合上机床电源,依次接通一灯丝、二档灯丝电压,接通高压,调节输出电压旋扭, 使电压达到所需工作电压即可。(停机:高压输出指示回到零,依次反向返回关闭。供水系统延迟30分钟关闭) 3、在没有接通电源的情况下安装加热感应器,降压圈与感应器连接处应接触良好,如有氧化物应用砂布或其它方法清除。 调整感应器与工件间的间隙和高度,并保持与侧板平行。(即是调整X、Y、Z方向位置,并记下数据) 4、高频淬火冷却介质常用水与一定浓度的淬火液,淬火介质温度≤50℃;对某些工件不能满足要求时,允许适当调整淬火 液浓度,但必须确保硬度合格,无淬火裂纹。 5、生产前需对淬火液喷管进行排除空气,淬火液无明显白色泡沫。 6、高频淬火有效淬硬层深,按热处理工艺卡中检测要求与相关标准进行取样与测量,使其符合技术要求。 7、操作者需根椐工艺的要求,感应器的不同,淬火方法的不同(定点或连续)调整工艺参数,每批零件生产前需试淬火 1-2件。经检测无高频淬火裂纹,硬度与淬硬层深度合格后方能批量生产。 8、生产过程中操作者必须随时观察机床电压波动、工件与感应器相应位置与间隙带来的温度、加热区域、位置的变化。 对喷液管偏移造成的冷却能力变化,必要时应随时进行调整。 9、高频淬火零件应及时回火,一般在淬火后2小时以内进行,对于含碳量≥0.50%的碳钢、合金钢及厚簿悬殊的产品须 在1.5小时内回火。 10、需返工的工件,返修前应是先进行感应正火处理,以防重淬产生裂纹,工件只允许返工一次。 11、生产过程中操作者应对工件进行(前时、中时、末时)不少于三次的硬度检验。 12、当操作过程中出现异常状态时,应立即关闭操作电源,及时报告车间主管,进行调整或安排检修。 13、操作场地应保持清洁、干燥无水,操作踏板上应有干燥的绝缘橡皮,以保证操作者的安全。

常用热处理工艺【详情】

常用的几种热处理方法 内容来源网络,由深圳机械展收集整理! 更多相关表面处理及精密零件加工展示,就在深圳机械展! 1.常用热处理方式 1.1.退火 把钢加热到一定温度并在此温度下保温,然后缓慢冷却到室温。 退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 a.将钢加热到预定温度,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却称为完全退火.目的是降 低钢的硬度,消除钢中不均匀组织和内应力. b.把钢加热到750度,保温一段时间,缓慢冷却至500度下,最后在空气中冷却叫球 化退火。目的是降低钢的硬度,改善切削性能,主要用于高碳钢。 c.去应力退火又叫低温退火,把钢加热到500~600度,保温一段时间,随炉缓冷到 300度以下,再室温冷却.退火过程中组织不发生变化,主要消除金属的内应力。 1.2.正火 将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。 正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。 正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快,所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。 1.3.淬火 将钢件加热到临界点以上某一温度(45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760~780℃),保持一定的时间,然后以适当速度在水(油)中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。 淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快,目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织,它的硬度高,但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。

1.4.回火 钢件淬硬后,再加热到临界温度以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。 淬火后的钢件一般不能直接使用,必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大,直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性,提高韧性;另一方面可以调整淬火钢的力学性能,达到钢的使用性能。根据回火温度的不同,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。 A 低温回火150~250.降低内应力,脆性,保持淬火后的高硬度和耐磨性。 B 中温回火350~500;提高弹性,强度。 C 高温回火500~650;淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后,具有良好综合力学性能(既有一定的强度、硬度,又有一定的塑性、韧性)。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。 淬火+高温回火称为调质处理。 2.Q235热处理工艺 Q235属于碳素结构钢,含碳量大概0.12%-0.2%之间,相当于普通的10、20钢,淬火后硬度改变不大。具有较高的强度,良好的塑性,韧性和焊接性能,综合性能好,能满足一般钢结构和钢筋混凝土结构用钢的要求。 Q235一般买来就用不热处理,一般它都用在工程上大量需要钢材的地方,数量巨大,一般是热轧后就使用,热轧也就是有正火这个热处理,不热处理的原因有几个: 1)这些场合不需要太高的力学要求。 2)这些钢构件的体积太大了,你想热处理也不现实。 3)这些钢很多情况下要被焊接使用的,你热处理了被焊接后也被焊接过程中将焊缝的 热处理给破坏了。 4)材料价格便宜,质量要求比较低,而且是低碳钢,热处理的效果也不太好。 5)如果非要用Q235淬出硬度那只能渗碳,但是一件很不划算的事情。 Q235在理论上是可以淬火得到马氏体的。但是由于马氏体碳过饱和度很低,淬火后的硬度很低,只有170HBS左右。而这种钢的供应状态硬度大概就有144HBS左右(出

确定淬火工艺规范的原则3-5

3.5 确定淬火工艺规范的原则 淬火工艺方法及其应用淬火工艺规范包括1)淬火加热方式、2)加热温度、3)保温时间、4)冷却介质及冷却方式等。确定工件淬火规范的依据是工件图纸及技术要求,所用材料牌号,相变点及过冷奥氏体等温或连续冷却转变曲线,端淬曲线,加工工艺路线及淬火前的原始组织等。只有充分掌握这些原始材料,才能正确地确定淬火工艺规范。 一、淬火加热方式及加热温度的确定原则 淬火一般是最终热处理工序。因此,应采用保护气氛加热或盐炉加热。只有一些毛坯或棒料的调质处理(淬火、高温回火)可以在普通空气介质中加热。因为调质处理后尚须机械切削加工,可以除去表面氧化、脱碳等加热缺陷。但是随着少、无切削加工的发展、调质处理后仅是一些切削加工量很小的精加工,因而也要求无氧化,脱碳加热。 淬火加热一般是热炉装料。但对工件尺寸较大,几何形状复杂的高合金钢制工件,应该根据生产批量的大小,采用预热炉(周期作业)预热,或分区(连续炉)加热等方式进行加热。1:淬火加热温度: 淬火加热温度,主要根据钢的相变点来确定。对亚共析钢,一般选用淬火加热温度为Ac3+(30—50℃),过共析钢则为Ac1+(30—50℃)。之所以这样确定,因为对亚共析钢来说,若加热温度低于Ac3,则加热状态为奥氏体与铁素体二相组成,淬火冷却后铁素体保存下来,使得零件淬火后硬度不均匀,强度和硬度降低。比Ac3点高30—50℃的目的是为了使工件心部在规定加热时间内保证达到Ac3点以上的温度,铁素体能完全溶解于奥氏体中,奥氏体成分比较均匀,而奥氏体晶粒又不致于粗大。对过共析钢来说,淬火加热温度在Ac1~Ac3之间时,加热状态为细小奥氏体晶粒和未溶解碳化物,淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的球状碳物。这种组织不仅有高的强度和硬度、高的耐磨性,而且也有较好的韧性。如果淬火加热温度过高,碳化物溶解,奥氏体晶粒长大,淬火后得到片状马氏体(孪晶马氐体),其显微裂纹增加,脆性增大,淬火开裂倾向也增大。由于碳化物的溶解,奥氏体中含碳量增加,淬火后残余奥氏体量增多,钢的硬度和耐磨性降低。高于Ac1点30—50℃的目的和亚共析钢类似,是为了保证工件内各部分温度均高于Ac1。 2:注意:确定淬火加热温度时,尚应考虑工件的形状、尺寸、原始组织、加热速度、冷却

淬火工艺

淬火工艺 钢的淬火是将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或在一定范围内发生马氏体不稳定组织结构转变的热处理工艺。 一. 淬火工件的工艺流程 一般工件:淬火→清洗→回火→喷砂(或喷丸等)表面清理→检验。 轴类零件及易变形工件:淬火→清洗→回火→校直→去应力处理→喷砂→检验。 二. 淬火前的准备 (1)核对工件数量、材质及尺寸,并检查工件有无裂纹、碰伤、缺边、锐边、尖角及锈蚀等影响淬火质量的缺陷。 (2)根据图样及工艺文件,明确淬火的具体要求,如硬度、局部淬火范围等。(3)根据淬火要求,设计选用合适的工夹具,有的工件进行适当的绑扎,在易产生裂纹的部位,采取相应的防护措施,如用铁皮或石棉绳包扎及堵孔等。(4)表面不允许氧化、脱碳的工件,应在盐浴炉或预抽真空保护气氛炉中加热,或采取以下防护措施: a. 涂料防护 b. 将工件装入盛有木炭或已使用过的铸铁屑的铁箱中,加盖密封。 (5)大批工件必须作单件或小批量试淬,制订工艺后方可进行批量淬火,并在生产过程中经常抽检。 三. 装炉 (1)允许不同材质但具有相同加热工艺的工件装入同一炉中加热。 (2)装炉工件均应干燥、不得有油污及其他脏物。 (3)截面大小不同的工件装入同一炉时,大件应放在炉膛后部,大、小工件分别计算保温时间。(4)装炉时必须将工件有规律摆放在装炉架或炉底板上,用钩子、钳子或专用工具堆放,不得将工件直接抛入炉内,以免碰伤工件或损坏炉衬。 (5)细长工件必须在井式炉或盐炉中垂直吊挂加热,以减少变形。 (6)在箱式炉中装工件加热时,一般为单层排列,工件间隙10~30mm。小件允许适当堆放,但保温时间应适当增加。

渗碳淬火热处理工艺

渗碳淬火工艺 1、钢的淬火 钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要,也是用途最广泛的工序。淬火可以显著提高钢的强度和硬度。为了消除淬火钢的残余应力,得到不同强度,硬度和韧性配合的性能,需要配以不同温度的回火。所以淬火和回火又是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。淬火、回火作为各种机器零件及工、模具的最终热处理是赋予钢件最终性能的关键工序,也是钢件热处理强化的重要手段之一。 1.1 淬火的定义和目的 把钢加热到奥氏体化温度,保温一定时间,然后以大于临界冷却速度进行冷却,这种热处理操作称为淬火。钢件淬火后获得马氏体或下贝氏体组织。图4为渗碳齿轮20CrNi2Mo材料淬火、回火工艺。 温830℃ 度 ℃油 冷200℃ 8 空冷 时间h 图4 渗碳齿轮20CrNi2Mo材料淬火、回火工艺 淬火的目的一般有: 1.1.1 提高工具、渗碳工件和其他高强度耐磨机器零件等的强度、硬度和耐磨性。例如高速工具钢通过淬火回火后,硬度可达63HRC,且具有良好的红硬性。渗碳工件通过淬火回火后,硬度可达58~63HRC。 1.1.2 结构钢通过淬火和高温回火(又称调质)之后获得良好综合力学性能。例如汽车半轴经淬火和高温回火(280~320HB)及外圆中频淬火后,不仅提高了花键耐磨性,而且使汽车半轴承受扭转、弯曲和冲击载荷能力(尤其是疲劳强度和韧性)大为提高。 淬火时,最常用的冷却介质是水、盐水、碱水和油等。通常碳素钢用水冷却,水价廉易得,合金钢用油来冷却,但对要求高硬度的轧辊采用盐水或碱水冷却,辊面经淬火后硬度高而均匀,但对操作要求非常严格,否则容易产生开裂。 1.2 钢的淬透性 2.2.1 淬透性的基本概念 所谓钢材的淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度大小的能力(即钢材淬透能力),其大小用钢在一定条件下(顶端淬火法)淬火获得的有效淬硬层深度来表示,淬透性是每种钢材所固有的属性,淬硬层愈深,就表明钢的淬透性愈好,例如45、40Cr 、42CrMo钢三种

高频淬火原理与应用

高频淬火原理及应用 线圈通以高频电流,产生高频磁场,在铁磁性材料中产生感生电流,由于趋肤效应,感生电流聚积于材料的表面产生热,达到相变温度。激冷达到淬火目的。 感应加热与其它加热炉传导、对流或辐射使工件到达加热温度相比,它具有完全不同的加热原理。其基本原理是:把加热材料(即工件)置于通有交流电流的线圈内,由于交变磁场的作用工件内部会产生感应电势,在感生电势的作用下工件内会产生涡流,依靠这些涡流的能量达到加热目的。 通过热高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火,是使工件表面产生一定的感应电流,迅速加热零件表面,然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备,即对工件进行感应加热,以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内,感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于0,利用这个集肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000ºC,而心部温度升高很小

词语解释 感应加热频率的选择:根据热处理及加热深度的要求选择频率,频率越高加热的深度越浅。 一、高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热,如小模数齿轮及中小轴类零件等。 二、中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm,一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。 三、工频(50HZ)加热淬硬层深度为10-20mm,一般用于较大尺寸零件的透热,大直径零件(直径300mm以上,如轧辊等)的表面淬火。 感应加热淬火表层淬硬层的深度,取决于交流电的频率,一般是频率高加热深度浅,淬硬层深度也就浅。频率f与加热深度δ的关系,有如下经验公式:δ=20/√f(20°C);δ=500/√f(800°C)。 式中:f为频率,单位为Hz;δ为加热深度,单位为毫米(mm)。 感应加热表面淬火具有表面质量好,脆性小,淬火表面不易氧化脱碳,变形小等优点,所以感应加热设备在金属表面热处理中得到了广泛应用。 感应加热设备是产生特定频率感应电流,进行感应加热及表面淬火处理的设备。

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