淬火工艺、淬火介质及实例

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钢的淬火介绍

钢的淬火介绍

钢的淬火介绍
淬火是将钢件加热到Ac3(亚)或Ac1(过)以上30-50℃,经过保温,然后在冷却介质中迅速冷却,以获得高硬度组织的一种热处理工艺。

其目的在于提高材料的硬度和耐磨性,常应用于工具、模具、量具和滚动轴承的制造。

淬火后的组织为马氏体、下贝氏体。

淬火工艺中淬火冷却速度决定了材料的质量,理想的冷却速度是两头慢中间快,以便减少内应力。

1 常用淬火法
1)单液淬火(普通淬火)
在一种淬火介质中连续冷却至室温,如碳钢水冷。

缺点: 水冷,易变形,开裂.。

油冷:易硬度不足,或不均。

优点: 易操作,易自动化。

2)双液淬火
先在冷却能力较强的介质中冷却到300℃左右,再放入冷却到冷却能力较弱的介质中冷却,获得马氏体。

对于形状的碳钢件,先水冷,后空冷。

优点: 防低温时M相变开裂。

3)分级淬火
工件加热后迅速投入温度稍高于Ms点的冷却介质中,(如言浴火碱浴槽中)停2-5分(待表面与心部的温差减少后再取出)取出空冷。

应用:小尺寸件(如刀具淬火) 防变形,开裂。

优点: 工艺简单,操作容易。

缺点:在盐浴中冷却,速度不够大,只适合小件。

4)等温淬火
将加热后的钢件放入稍高于Ms温度的盐浴中保温足够时间, 使。

齿轮淬火工艺流程

齿轮淬火工艺流程

齿轮淬火工艺流程
《齿轮淬火工艺流程》
齿轮淬火是一种重要的热处理工艺,通过淬火可以增加齿轮的硬度和强度,提高其耐磨性和使用寿命。

下面将介绍一下齿轮淬火的工艺流程。

首先,需要对待处理的齿轮进行清洗和除锈处理,确保表面干净无杂质。

然后进行加热处理,将齿轮置于加热炉内进行加热,使其达到淬火温度。

齿轮的加热温度一般根据具体材质而定,通常在850°C到900°C之间。

当齿轮达到淬火温度后,需要迅速将其放入淬火介质中进行淬火。

淬火介质可以是水、油或盐水淬火。

淬火的目的是迅速冷却齿轮,使其表面快速硬化,形成马氏体结构,提高齿轮的硬度和强度。

淬火完毕后,需要对齿轮进行回火处理,以减少淬火过程中产生的内应力,提高齿轮的韧性和韧性。

回火温度和时间根据具体材质来确定,通常在200°C到400°C之间进行回火处理。

最后,对齿轮进行清洗和表面处理,以去除淬火介质和淬火过程产生的氧化物,使其表面光洁并防止氧化。

通过上述工艺流程,齿轮可以获得良好的硬度和强度,提高其耐磨性和使用寿命,适用于各种工业领域中的传动和机械设备。

淬火 工艺

淬火 工艺

淬火工艺一、淬火工艺淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用。

机械中重要零件,尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处理。

为满足各种零件千差万别的技术要求,发展了各种淬火工艺。

如,按接受处理的部位,有整体、局部淬火和表面淬火;按加热时相变是否完全,有完全淬火和不完全淬火(对于亚共析钢,该法又称亚临界淬火);按冷却时相变的内容,有分级淬火,等温淬火和欠速淬火等。

工艺过程包括加热、保温、冷却3个阶段。

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中,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(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。

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。

这种冷却方法的特点是先将工件浸入温度略高于Ms的浴槽,在浴槽中保温至工件表面与中心均冷至浴槽的温度,然后取出空冷。

浴槽温度一般为Ms+(10~20)℃。

浴槽中介质的成分采用硝盐浴、碱浴、中性盐浴● 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。

四种淬火方式

四种淬火方式

四种淬火方式淬火是一种金属加工工艺,通过加热金属至一定温度,然后迅速冷却,使金属的组织结构发生改变,从而提高金属的硬度、强度和耐磨性。

淬火方式有很多种,下面将介绍四种常见的淬火方式。

一、水淬火水淬火是最常见的淬火方式之一,也是最简单的淬火方式之一。

水淬火的原理是利用水的高热容和高导热性,使金属迅速冷却,从而使金属的组织结构发生改变。

水淬火适用于低碳钢、合金钢、工具钢等材料的淬火。

水淬火的优点是淬火速度快,淬火效果好,能够提高金属的硬度和强度。

但是水淬火也有一些缺点,比如淬火过程中会产生大量的氢气,容易引起氢脆性,从而导致金属的脆性增加。

二、油淬火油淬火是一种比水淬火温和的淬火方式,适用于一些对金属脆性要求较高的材料。

油淬火的原理是利用油的低热容和低导热性,使金属缓慢冷却,从而使金属的组织结构发生改变。

油淬火适用于高碳钢、合金钢、工具钢等材料的淬火。

油淬火的优点是淬火过程中产生的氢气较少,不容易引起氢脆性,从而不会导致金属的脆性增加。

但是油淬火的淬火速度较慢,淬火效果也不如水淬火。

三、盐浴淬火盐浴淬火是一种比较特殊的淬火方式,适用于一些对金属表面要求较高的材料。

盐浴淬火的原理是利用盐浴的高热容和高导热性,使金属迅速冷却,从而使金属的组织结构发生改变。

盐浴淬火适用于高速钢、不锈钢、高温合金等材料的淬火。

盐浴淬火的优点是淬火速度快,淬火效果好,能够提高金属的硬度和强度。

同时,盐浴淬火还能够使金属表面变得光滑、均匀,提高金属的表面质量。

但是盐浴淬火的成本较高,需要特殊的设备和工艺。

四、气体淬火气体淬火是一种比较新颖的淬火方式,适用于一些对金属表面要求较高的材料。

气体淬火的原理是利用气体的高热容和高导热性,使金属迅速冷却,从而使金属的组织结构发生改变。

气体淬火适用于高速钢、不锈钢、高温合金等材料的淬火。

气体淬火的优点是淬火速度快,淬火效果好,能够提高金属的硬度和强度。

同时,气体淬火还能够使金属表面变得光滑、均匀,提高金属的表面质量。

淬火工艺规程

淬火工艺规程

淬火工艺规程一、淬火前得准备1、检查工件表面,不允许有碰伤、裂纹、锈斑、油垢及其她脏物存在,油垢可用碱煮洗,锈斑可用喷砂或冷酸清洗。

2、准备淬火所用得工具,检查设备就是否完好。

3、检查控温仪表指示就是否正确。

4、工件形状复杂得,其中有不需要淬硬得孔眼、尖角或厚度变化大得地方,为了防止变形与淬裂得危险均应采用堵塞或缠绕石棉得方法,使工件各部分加热及冷却温度均匀。

5、要求工件表面不允许有氧化脱碳现象,要用硼砂酒精溶液涂覆。

二、淬火规范1、加热温度(1)亚共析钢淬火加热温度为Ac3+30~50℃,一般在空气炉中加热比在盐浴中加热高10~30℃,采用油、硝盐淬火介质时,淬火加热温度应比水淬提高20℃左右。

(2)共析钢、过共析钢淬火加热温度为Ac1+30~50℃,一般合金钢淬火加热温度为Ac1或Ac3+30~50℃.(3)高速钢、高铬钢及不锈钢应根据要求合金碳化物溶入奥氏体得程度选择。

过热敏感性强及脱碳敏感性强得钢,不易取上限温度.(4)低碳马氏体钢淬透性较低,应提高淬火温度以增大淬硬性;中碳钢及中碳合金钢应适当提高淬火温度来减少淬火后片状马氏体得相对量,以提高钢得韧性;高碳钢采用低温淬火或快速加热可限制奥氏体固溶碳量,而增加淬火后板条马氏体得含量,减少淬火钢得脆性.另外,提高淬火温度还会增加淬火后得残余奥氏体量。

2、加热方法(1)模具:室温进炉或300—400℃进炉,并在550—600℃时等温一段时间。

(2)弹簧或原材料(调质处理),可在淬火温度时进炉.3、保温时间加热与保温时间由零件入炉到达指定工艺温度所需升温时间(ι1),透热时间(ι2)及组织转变所需时间(ι3)组成。

ι1+ι2由设备功率、加热介质及工件尺寸、装炉数量等因素决定,ι3则与钢材得成分、组织及热处理技术要求有关。

普通碳钢及低合金钢在透热后保温5~15min即可满足组织转变得要求,合金结构钢透热后应保温15~25min。

高合金工具钢、不锈钢等为了溶解原始组织中得碳化物,应在不使奥氏体晶粒过于粗化得前提下,适当提高奥氏体化温度,以缩短保温时间。

十种常用淬火方法汇总

十种常用淬火方法汇总

淬火方法大全,用过3个就是大师!十种常用淬火方法汇总热处理工艺中淬火的常用方法有十种,分别是单介质(水、油、空气)淬火;双介质淬火;马氏体分级淬火;低于Ms点的马氏体分级淬火法;贝氏体等温淬火法;复合淬火法;预冷等温淬火法;延迟冷却淬火法;淬火自回火法;喷射淬火法等。

一、单介质(水、油、空气)淬火单介质(水、油、空气)淬火:把已加热到淬火温度的工件淬人一种淬火介质,使其完全冷却。

这种是最简单的淬火方法,常用于形状简单的碳钢和合金钢工件。

淬火介质根据零件传热系数大小、淬透性、尺寸、形状等进行选择。

二、双介质淬火双介质淬火:把加热到淬火温度的工件,先在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点,然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温,以达到不同淬火冷却温度区间,并有比较理想的淬火冷却速度。

用于形状复杂件或高碳钢、合金钢制作的大型工件,碳素工具钢也多采用此法。

常用冷却介质有水-油、水-硝盐、水-空气、油-空气,一般用水作快冷淬火介质,用油或空气作慢冷淬火介质,较少采用空气。

三、马氏体分级淬火马氏体分级淬火:钢材奥氏体化,随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏点的液态介质(盐浴或碱浴)中,保持适当时间,待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷,过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。

一般用于形状复杂和变形要求严的小型工件,高速钢和高合金钢工模具也常用此法淬火。

四、低于Ms点的马氏体分级淬火法低于Ms点的马氏体分级淬火法:浴槽温度低于工件用钢的Ms而高于Mf时,工件在该浴槽中冷却较快,尺寸较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。

常用于尺寸较大的低淬透性钢工件。

五、贝氏体等温淬火法贝氏体等温淬火法:将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中等温,使其发生下贝氏体转变,一般在浴槽中保温30~60min。

贝氏体等温淬火工艺主要三个步骤:①奥氏体化处理;②奥氏体化后冷却处理;③贝氏体等温处理;常用于合金钢、高碳钢小尺寸零件及球墨铸铁件。

六、复合淬火法复合淬火法:先将工件急冷至Ms以下得体积分数为10%~30%的马氏体,然后在下贝氏体区等温,使较大截面工件得到马氏体和贝氏体组织,常用于合金工具钢工件。

淬火的方法20

淬火的方法20淬火是一种非常重要的制作金属工艺,能够使金属具备更加强大的力量和韧性。

在制作的过程中,我们需要经过多个步骤才能够完成。

这些步骤包括加热、保温、冷却等,每个步骤都需要严格的控制条件才能够取得最好的效果。

下面我将为大家介绍淬火的方法有哪些。

一、传统炭火淬火传统炭火淬火方法是金属淬火的最早工艺。

这种方法的特点是温度控制比较困难,因为炭火火情的不稳定性,但是金属淬火的品质很高,得到的回火组织非常精密,比较适合制作高弹性的弹簧和刀具等冲击负荷较大的应用。

二、油淬火油淬火法是一种简单易行、广泛应用的淬火方法。

淬火时,将需要淬火的工件放在800℃左右的淬火炉中加热,然后快速浸入预先准备好的醇类或石油类淬火介质中。

油淬火具有深淬度、淬火速度适中等特点,对于一些较为脆性的金属也比较适用。

三、水淬火水淬火法是淬火中应用比较早,温度较低的淬火方法。

在水中冷却,工件的表面快速冷却,使其内部组织发生相变,从而提高金属材质的硬度和抗拉强度,但是也容易产生裂纹和金属组织变形缺陷,需要特别注意。

四、空气淬火空气淬火是一种以空气为淬火介质将高温的钢材快速冷却。

这种方法可以降低材料奥氏体晶粒的尺寸,从而提高金属的硬度和强度。

空气淬火方法可以进行自然冷却、局部冷却或全局冷却。

五、冷却剂淬火冷却剂淬火主要指的是在淬火介质中添加一定量的冷却剂,从而加快淬火时的冷却速度,得到高硬度的金属材料。

常用的冷却剂包括盐水、盐酸、硫酸和醋酸等。

冷却剂淬火适用于制作强度要求较高的金属材料。

六、淬火加回火淬火加回火法是金属淬火与回火相结合的方法。

在淬火完成后,将工件进行回火处理,可以提高其强度和韧性,并且有效避免淬火产生的脆性缺陷和变形缺陷,也可以根据实际需要对不同部位进行微量回火,达到最佳效果。

七、快速淬火快速淬火是在高温下进行的一种淬火方法,一般快速冷却介质用会水冷,淬出来的工件会拥有很高的硬度,有加深工件的界面硬度和活性表面积等优点,适合用于制备化工、机械、新材料、数码设备等领域的高新产品。

淬火的工艺

淬火是一种热处理工艺,用于提高金属材料的硬度和强度。

下面是通用的淬火工艺步骤:
1.加热(Heating):将待淬火的金属材料加热到适当的温度。

这个温度通常称为"淬火温
度"或"临界温度",它取决于材料的组成和硬化要求。

2.保温(Soaking):在达到淬火温度后,将材料保持在该温度下一定的时间以确保温度
均匀分布,使材料内部也达到所需的温度。

3.急冷(Quenching):将加热保温完成的材料迅速浸入冷却介质中,如水、油或盐溶液。

冷却介质的选择取决于材料的类型和硬化要求。

4.温度回火(Tempering):在材料的冷却过程中,会形成一些脆性的残余应力。

为了增
加材料的韧性和减少内部应力,可以将材料加热到较低的温度进行回火处理。

回火温度和时间根据材料的硬化要求来确定。

注意,淬火工艺的参数如加热温度、保温时间、冷却介质的选择等都取决于具体的金属材料和应用要求。

因此,在实际操作中,需要根据材料的特性和硬化要求进行相应的工艺调整和测试。

此外,不同类型的钢材可能需要不同的淬火工艺,例如气体淬火、盐浴淬火或真空淬火。

对于高合金钢和特殊钢,可能还需要采用复杂的淬火工艺来满足其特殊的要求。

因此,在具体应用中,请遵循相关的标准和工艺指南,并参考专业人士的建议。

十种常用淬火方法精编版

热处理工艺中淬火的常用方法有十种,分别是单介质(水、油、空气)淬火;双介质淬火;马氏体分级淬火;低于Ms点的马氏体分级淬火法;贝氏体等温淬火法;复合淬火法;预冷等温淬火法;延迟冷却淬火法;淬火自回火法;喷射淬火法等。

一、单介质(水、油、空气)淬火单介质(水、油、空气)淬火:把已加热到淬火温度的工件淬人一种淬火介质,使其完全冷却。

这种是最简单的淬火方法,常用于形状简单的碳钢和合金钢工件。

淬火介质根据零件传热系数大小、淬透性、尺寸、形状等进行选择。

二、双介质淬火双介质淬火:把加热到淬火温度的工件,先在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点,然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温,以达到不同淬火冷却温度区间,并有比较理想的淬火冷却速度。

用于形状复杂件或高碳钢、合金钢制作的大型工件,碳素工具钢也多采用此法。

常用冷却介质有水-油、水-硝盐、水-空气、油-空气,一般用水作快冷淬火介质,用油或空气作慢冷淬火介质,较少采用空气。

三、马氏体分级淬火马氏体分级淬火:钢材奥氏体化,随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏点的液态介质(盐浴或碱浴)中,保持适当时间,待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷,过冷奥氏体缓慢转变成马氏体的淬火工艺。

一般用于形状复杂和变形要求严的小型工件,高速钢和高合金钢工模具也常用此法淬火。

四、低于Ms点的马氏体分级淬火法低于Ms点的马氏体分级淬火法:浴槽温度低于工件用钢的Ms而高于Mf 时,工件在该浴槽中冷却较快,尺寸较大时仍可获得和分级淬火相同的结果。

常用于尺寸较大的低淬透性钢工件。

五、贝氏体等温淬火法贝氏体等温淬火法:将工件淬入该钢下贝氏体温度的浴槽中等温,使其发生下贝氏体转变,一般在浴槽中保温30~60min。

贝氏体等温淬火工艺主要三个步骤:①奥氏体化处理;②奥氏体化后冷却处理;③贝氏体等温处理;常用于合金钢、高碳钢小尺寸零件及球墨铸铁件。

六、复合淬火法复合淬火法:先将工件急冷至Ms以下得体积分数为10%~30%的马氏体,然后在下贝氏体区等温,使较大截面工件得到马氏体和贝氏体组织,常用于合金工具钢工件。

淬火以及淬火工艺



低合金钢:
淬火温度也应根据其临界点(Ac1及Ac3)来 选定,但考虑到合金元素的作用,为了加 速奥氏体化, 过共析低合金钢:Ac1+(50~110 °C) , 亚共析低合金钢:Ac3+(30~100 °C); 高速钢、高铬钢及不锈钢应根据合金碳化 物溶入奥氏体的程度选定。一般高速钢的 淬火加热温度比其Ac1高出30°C以上。
第八章 淬火及淬火工艺
主要内容
1. 淬火加热 2. 淬火介质 3. 钢的淬透性 4. 淬火工艺 5. 表面淬火 6. 淬火缺陷


言1
淬火是热处理工艺中最重要的工艺。 从广义上说,淬火是将合金在高温下所 具有的状态以过冷、过饱和状态固定至室 温,或使基体转变成晶体结构与高温状态 不同的亚稳状态的热处理形式。
常用的盐浴成分及其正常使用温度见表8. 5。
8. 1. 3. 3固体介质


流态床加热采用固体粒子(石墨、石英砂或刚玉等)作为加 热介质。当通人一定流速的气流时,粒子就会呈悬浮状像 流体一样地运动,在粒子堆表面呈沸腾状态,内部粒子则 呈快速湍流运动,这种称为粒子被流态化。通过电加热使 流动粒子很快被加热到所需温度,靠它们来加热工件。 使用这种加热介质的炉子名称曾很多,如流动粒子炉、流 化床、流态床或沸腾层炉等,目前国家标准中称之为流态 床。采用这种加热介质的优点很多:①升温快(20多分钟可 升至850°C ),炉温较均匀且易控制;②使用温度范围广 泛(高、中、低温均可);③工件处理后表面无氧化脱碳;④ 启动方便,节省电能等。但它还存在一些缺点,如工作电 压较高(60~80V),有粉尘逸出,炉子生产能力较小等,均 待进一步改进。



原因如下:
(1)奥氏体中溶人碳量的增加使MS点降低,淬火后所得的 残余奥氏体量将增多,结果使淬火钢的硬度下降; (2)奥氏体的晶粒粗化,淬火后得到粗大马氏体,使钢的脆 性大为增加; (3)空气介质加热时钢的脱碳氧化严重,降低淬火钢的表面 质量;
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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。

(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。

“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。

淬火介质典型应用举例:实例1 紧固件热处理中淬火介质的选用紧固件是用于机械连接、固定的一种通用零部件。

紧固件热处理工艺分为加热和冷却两个过程,分别对两个过程进行合理地控制就能得到理想的热处理质量。

(1)以ML35(32、40)等为主的螺栓、螺柱、螺钉、螺母及异型非标件,因材料淬透性的问题,该类零件在热处理过程中应选用冷却速度较快的淬火介质,从而满足零件淬火的硬度、金相组织及力学性能等各方面的要求。

①当产品规格为M4~M16 时,可选择3%~5%KR6480 聚合物水落性淬火剂,如果选35、35A、35s 钢,可放宽至M18~M20。

②当产品规格为M10~M24 时,可选择8%~10%KR7280 水溶性淬火剂。

③当产品规格大于M24 时,可选择10%~15%KR7280 水滓性淬火剂。

④产品以45 钢为主时,可以根据产品的尺寸大小选择KR6480 或KR7280。

(2)以35CrM0、40Cr、20MnTiB 等为主的螺栓、螺柱、螺钉、螺母及异型非标件,选用的淬火介质如下。

①产品以35CrM0、40Cr 为主,可选择KR118 快速淬火油或5%~10%KR6480 聚合物水溶性淬火剂。

②产品以20MnTiB,35VB 为主,可选择KR7280 或KR6480 等淬火剂。

(3)以低碳钢10、15,20、20Cr、1018、1022、10B21 等材料为主的浅层渗碳自攻螺钉、销子类等,可选用KR6480 或KR118 等淬火剂。

(4)以65Mn、60Si2Mn、70 钢等为主的弹簧垫圈、挡圈等,可选用KR118 快速淬火油。

(5)产品种类较多、尺寸跨度较大可选用KR1188 或KR6480,能满足所有合金钢及一定尺寸的碳钢的淬火及渗碳淬火质量。

实例2 改进淬火介质提高GCr15 钢轴承套圈淬火质量某公司将氮基可控气氛铸链炉自动生产线应用于GCr15 钢制轴承套圈淬、回火过程,淬火介质主要采用N32 机械油。

随着套圈尺寸的增大,有时出现淬火硬度严重不均匀和畸变等问题,采用今禹Y15T 快速淬火油添加剂对N32 机械油进行改性处理后,解决了套圈硬度不均,有效地控制了淬火畸变。

该公司铸链炉生产线自投产已累计淬火工件超过7000t,产品质量稳定控制在JB/T 1255—1 991 标准范围之内,淬火介质以N32 机械油为主,冬季也部分补充N15 机械油,对淬火介质除严格控制水分含量外来采取其他检测手段,多年来也未处理淬火质量问题。

使用6 年后,因旧油老化,工件淬火后表面光亮度下降生产时油烟较大,遂将铸链炉淬火油槽整槽换用新的N32 机械浊,其后不久即发现厚壁大尺寸套圈(外径>100mm、有效壁厚>10mm)淬火后易出现部分套圈(约占5%~20%)厚端面表面硬度不均匀、局部硬度不合格,出现6 级(JB/T1255-1991 第二级别图)以上淬火组织。

在零件的端面上,硬度合格区域金相组织为2 级,残留碳化物量适合,但颗粒较粗;硬度不合格区域主要为6 级、8 级,屈氏体形状为块状,块状屈氏体中部可见残留碳化物颗粒。

(1)质量问题分析①原始组织均匀性较差。

据查,上述问题出现期间球化退火温度超过820℃,退火组织评级为4 级(JB/T 1255-1991 第一级别图),虽属合格,但由于部分碳化物颠粒较粗且分布不均,造成淬火工艺调整困难。

为此对退火工序立即进行了纠正,但此前生产的退火坯已难以返工。

②淬火温度是否偏低。

JB/T 1255-1991 标准的编制说明,出现6 级、8 级淬、回火组织显示淬火温度偏低。

而提高淬火加热温度、廷长保温时间可提高奥氏体中碳、铬含量,使奥氏体成分均匀化,晶粒增大,提高淬火时过冷奥氏体稳定性,抑制珠光体类型转变,提高GCrl5 钢淬透性。

降低临界淬火速度。

据此,将淬火加热温度提高8~10℃、总加热时间延长10~15min 进行批量生产试验,硬度不合格的问题可得以解决。

但不少套圈同一零件硬度差较大,达2HRC,淬回火组织中仍不时发现局部有少量小块状屈氏体存在;同时也开始有细小针状马氏体出现,淬火变形量急剧上升。

直径变动量超差率由平均不到10%上升到25%以上,零件力学性能相对劣化。

由此可见.在原始组织均匀性较差的情况下单纯提高淬火加热温度及时间以解决硬度不合格的问题并不是最佳途径。

③炉膛保温性能、炉温均匀性及装炉量是否有影响。

经查,装炉量均来超过工艺规范。

如下规范检测炉温均匀性:空载,I、Ⅱ、Ⅲ区仪表设定温度均为850℃并已达到热稳定状态,用5 支铠装热电偶在铸链带工作空间内同一横断面(590mm 宽×100mm 高)上同时测量左上、左下、中间、右上、右下5点温度,从进料振动导槽在铸链带上开口处(进料口)起至铸链带末端(落料口)止4750mm 长度上各横断面炉温平均值如图7-l 所示。

图7-1 铸链妒内各横断面妒温平均值示意图其中I 区因靠近进料口且测温时进料口敞开,平均温度较低,为840℃,Ⅱ区平均温度846℃,Ⅲ区平均温度854℃,整个加热长度内炉温波动平缓。

对于连续式淬火加热炉尤为重要的是工作空间内同一横断面上各点的温差,实测图示c 点至d 点间同一横断面上各点温差±4℃之内,炉温均匀性尚属良好。

实测炉壳温升<40℃。

因此,可以排除加热炉性能与装炉量是影响均匀加热奥氏体化的因素。

④淬火介质冷却能力不足。

因质量问题出现在铸链炉淬火油槽换用新N32 机械油之后,而同期在箱式炉加热用旧油淬火的同类型工件末出现硬度不合格的问题。

由此分析:一方面可能旧油(因掺有部分N15 机械油,其成分与老化程度难以追溯)冷却能力好于新油;另一方面,在箱式炉加热淬火时工件用钩串或手提铁丝淬火篮在油中摇动冷却,工件与淬火介质之间的相对运动均匀且充分,而铸链炉淬火油槽虽然容积大,具有淬火油自动控温装置及两台齿轮油泵、一台油搅拌机使淬火槽内油温均匀并稳定控制在60~90℃之间,循环良好。

但由于淬火槽深度大,油搅拌机运转所形成的油流对淬火工件表面的冲刷不均匀,油搅拌机转速越高工件淬火变形越大,并且齿轮油泵与油搅拌机运转所形成的油搅动区主要在油槽工件落料导槽的上、中部,赤热工件垂直落入油槽时瞬间通过油搅动区后即停置在油槽下部缓慢运行的提升网带上,工件与淬火油之间的运动相对缓慢且部分工件可能互相重叠.此时如淬火油自身的冷却能力不足,工件局部冷速低于临界淬火速度而产生屈氏体转变可能是造成部分套圈淬火后局部硬度不合格的主要原因。

其后采用ISO 9950 标准对新旧油样的淬火冷却特性进行检测证实了这一分析。

(2)淬火介质改进及其效果,该公司认为N32 机械油用于自动生产线上厚壁大尺寸套圈淬火时其冷却能力有所不足,鉴于淬火油槽的结构紧凑难以更改,现在N32 机械油尚可,决定单纯在改进淬火油的冷却特性方面进行试验。

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