感应加热表面淬火常见缺陷分析及预防方法
淬火质量缺陷及控制大全
淬火质量缺陷及控制大全钢件淬火后可以提高其强度、硬度及耐磨性，但是工件的原始尺寸或形状在淬火时会发生人们所不希望的变化，这此变化会成为影响产品质量的缺陷，减小或是避免这些缺陷，首先我们就要知道淬火会产生哪些的缺陷，其形成原因是什么，并找到对应的解决办法。
淬火质量缺陷及控制从以下几方面进行阐述。
1.淬火畸变淬火畸变的类型可分为两类，即体积畸变和形状畸变。
淬火前后各种组织比体积不同是引起体积变化的主要原因。
由马氏体→贝氏体→珠光体→奥氏体的比体积依次减小。
原始组织为珠光体的工件淬火转变为马氏体，体积胀大。
若组织有大量残留奥氏体，有可能使体积缩小。
只有精度特别高的工件才考虑体积均匀胀大引起体积尺寸变化。
工件各部位相对位置或尺寸发生变化，如板杆件弯曲、内孔胀缩、孔间距变化等统称为形状畸变。
畸变形成原因有以下几种：（1）加热温度不均匀，形成的热应力引起畸变或工件在炉中放置不合理，在高温常因自重产生蠕变畸变。
（2）加热时，随加热温度升高，钢的屈服强度降低，已存在工件内部的残留应力（冷变形应力、焊接应力、机加工应力等）达到高温下的屈服强度时，就会引起工件不均匀塑性变形而造成形状畸变和残留应力松弛。
（3）淬火冷却时的不同时性形成的热应力和组织应力使工件局部塑性变形。
形状复杂的工件，因其结构的特殊性，在淬火时，因受热和冷却时的速度不一样，增加了它的变形倾向。
2.减少淬火畸变的途径和方法（1）采用合理的热处理工艺可有效减少畸变。
如降低淬火加热温度；缓慢加热或对工件进行预热；静止加热法，极细长和极薄的工件，为了减少盐浴磁搅拌对工件的冲击作用，可采用断电加热；截面尺寸较小的工件，如果对心部强度要求不高，采用快速加热；合理捆扎和吊挂工件；根据工作的形状采用合理的淬入方式；采用分级淬火或等温淬火；根据工件的形状特点及变形规律，在淬火前人为地使工件反向变形，使之与淬火后的畸变相抵消。
（2）合理设计零件。
如工件形状力求对称，避免截面相差悬殊，从而减少因冷却不均引起的畸变；易畸变的槽形工件或开口工件，为了减少槽口胀大或缩小，淬火前使其成为封闭结构，如在槽口处增加筋，淬火后再切开；布设工艺孔，减少型腔缩小；复杂件采用组合结构，即将一个复杂工件分解成几个简单部分，分别施微畸变淬火后，再组装起来；正确选用钢材，如对精度高，允许热处理畸变小的工模具，可选用微畸变钢，高精度塑料模具也可选用预硬钢。
感应加热表面淬火的组织特点及缺陷分析
感应加热表面淬火的组织特点及缺陷分析郝倍锋【摘要】感应加热表面淬火热处理具有工件变形小、淬硬层容易控制、生产率高、适用于大批量生产、易于实现机械化和自动化等优点。
文章结合感应加热表面淬火的基本效应及其热处理工艺，分析了感应加热表面淬火后的显微组织分布特点，论述了感应加热表面淬火产生的热处理缺陷及其产生原因，提出了防止缺陷的措施。
【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2015(000)024【总页数】1页(P106-106)【关键词】感应加热;表面淬火;缺陷分析【作者】郝倍锋【作者单位】陕西理工学院材料科学与工程学院，陕西汉中 723001【正文语种】中文1 前言金属材料表面改性技术包括表面形变强化技术、表面热处理技术、化学热处理技术、高能束表面处理等技术[1]。
经过表面处理后的金属材料零件表面却拥有了一些特殊性能，如高的耐磨性能、耐蚀性能、耐热性能、导电性能、电磁特性、光学性能等[2]。
金属材料的表面热处理工艺是在不改变工件化学成分和心部组织的情况下，采用快速加热，使表面在有限深度范围内奥氏体化，然后迅速冷却，以达到强化工件表面目的。
在生产中，有很多零件要求表面和心部具有不同的性能，一般是表面有较高疲劳强度，而心部要求有较好的塑性和韧性[3]。
感应加热表面淬火工艺是金属材料表面热处理工艺的重要方式之一，广泛应用于在扭转、弯曲等变动载荷、冲击负荷以及摩擦条件下工作的机械零件，同其他表面淬火方法相比较，感应加热表面淬火法应用最广。
感应加热表面淬火的技术条件是确定感应热处理工艺、进行质量检查和验收的基本依据，主要有零件的表面硬度、硬化层深度、淬硬区分布、畸变和开裂、金相组织等。
所以，加强感应加热表面淬火工艺的质量控制，防止或减少感应加热表面淬火的缺陷产生，对于节约感应加热表面淬火的资源和能源、降低感应加热表面淬火的热处理生产成本、提高感应加热表面淬火的热处理产品质量、增加感应加热表面淬火的热处理产品的市场竞争力具有重要的现实意义。
感应加热淬火常见的缺陷
感应加热淬火常见的缺陷感应加热淬火常见缺陷的主要原因和防止方法如下:1)硬度不足和软点a.弓箭含碳量低或工件表面严重脱碳都会降低表面淬火硬度.含碳量低于0.3%的钢材不宜进行感应加热淬火.若脱碳现象不太严重,在随后的磨削加工中能将脱碳层磨去,并仍能满足淬硬层硬度很深度的要求,这不营销使用.此外,工件脱碳后也可采用渗碳处理来弥补.b.加热温度过低,加热层奥氏体化不充分,甚至还有未溶铁素体存在,必然导致硬度不足.加热温度过低主要是电参数选择不合理或电参数加热时间不足导致的,只要重新合理调整电参数或时代那个延长加热时间,便可消除此缺陷.c.冷却不足而产生硬度偏低和软点是感应即热表面淬火中较常见的情况.尤其是采用喷射冷却时往往会因为喷水压力不够高.喷水时间不够长或喷水孔布置不当,喷射角度不一致计喷射孔堵塞等原因造成此类缺陷.因此,除了感应器及喷水装置的合理设计及制造外,对于操作者而言经常检查喷射是消除此类弊端的有效方法.d.工件安放时产生偏心会造成加热和冷却的不均匀,产生局部硬度不足,轴类另加连续加热淬火时自传的速度和另见对感应器的移动速度不协调会产生螺旋状的软带.只要慎重操作,合理调整即可避免.2)淬裂a.当工件含碳量和行含锰量过高是,淬火开裂倾向严重.这时应该略为降低加热温度.对高碳工具钢,器原始组织必须是球化组织,才有利于避免开裂.b.过热经常会引起淬裂,尤其是尖叫.键槽,圆孔边缘等处很易产生过热和应力集中,所以最易出现裂纹.为了防止在此部位出现裂纹,最尽量避免对这部位加热淬火,即合理分布淬硬区,对于有带孔,槽的工件需要淬火时,可在该处用铜塞或刚塞将孔填堵后再加热.避免局部过热,从而有效的消除淬裂现象.也可填充浸过水的石棉绳减轻或消除局部过热,这是因为水能吸收过热部位的热量.c.冷却速度过大也易使工件淬裂,因高频淬火都采用喷射冷却,所以水压太大或冷却时间太长,水温太低等都极易产生开裂.d.未经退火,正在处理的返修件,第二次淬火液易造成裂纹.e.高频淬火后,若淬硬区分布不合理,会在淬硬层表面形成残留拉应力,他能引起零件的淬火开裂,杜宇局部淬硬的若各淬硬区之间的距离很近.则在中间过渡区会产生早起疲劳损坏,因此,淬硬区的分布对零件的使用寿命影响很大,为避免这种缺陷,一般都要求两个局部淬硬区之间距离不应小于10mm,对带有台阶的轴类硬件,应该在台阶部位有一定宽度(5-8mm)的未淬区.轴端应保留2-8mm的非淬硬区等.在感应加热淬火过程中除了应注意防止产生以上这些缺陷外,由于感应加热淬火的电参数经常会受网路电压等外界因素的影响产生较大的波动,为此,需经常抽检产品,并随时根据产品质量调整有关参数,以保证产品质量的合格稳定.。
高频电加热感应淬火裂纹预防方法
高频电加热感应淬火裂纹预防方法
高频电加热并不是万能的设备，也不是完美的设备，所以高频电加热在淬火过程中会出现淬火裂纹，完美在之前的文章里面简述了淬火出现裂纹的原因，今天我们简述一下防止淬火裂纹的方法：当然淬火裂纹也分为很多种：裂纹类型分别为：纵型裂纹、网状裂纹、弧形裂纹、剥离裂纹、显微裂纹
这五种裂纹的特征：
纵型裂纹：由表及里
网状裂纹：位于工件表面、深度0.01-2mm
弧形裂纹：常位于工件角落处，隐于表面层下
剥离裂纹：表现为淬硬层剥离
显微裂纹：在显微组织缺陷处
那么是什么原因造成这些裂纹发生的呢？
纵型裂纹：淬透工件易发生，原材料有碳化物带状偏析或非金属杂物延伸。
网状裂纹：表层脱碳件、化学热处理和表面淬火件易出现
弧形裂纹：易发生于为淬透工件或渗碳淬火件
剥离裂纹：表面淬火件或化学热处理件
显微裂纹：淬火件高碳马氏体针附件
最大的问题我们要怎么预防出现这些裂纹的方法：
纵型裂纹：控制原材料质量，合理选择预热处理以改善原始组织
网状裂纹：采取加热保护，避免脱碳，延缓催化冷却，降低淬火温度
弧形裂纹：改变工件设备，截面过渡圆角合理化
剥离裂纹：合理选择介质，延缓冷却
显微裂纹：避免加热过热和晶粒粗大。
淬火易出现的问题及解决方法(一)
淬火易出现的问题及解决方法(一)淬火易出现的问题及解决问题一：淬火不均匀•原因：–材料不均匀或存在内部缺陷–淬火介质温度不均匀–淬火过程中材料受冷却介质的影响不均匀•解决方法：–使用质量稳定、无内部缺陷的优质材料–控制淬火介质的温度，确保均匀性–加强淬火工艺研究，调整冷却介质的流速和温度，提高均匀性问题二：淬火变形或开裂•原因：–材料冷却过程中产生的内应力超过材料的强度极限–材料形状复杂或厚度不均匀，导致冷却过程不均匀–淬火介质的温度或冷却速度选择不当•解决方法：–优化材料的形状设计，避免过于复杂或不均匀的厚度–控制淬火介质的温度和冷却速度，避免产生过大的内应力–使用适当的预淬火或回火工艺，调整材料内部应力分布，减少变形或开裂的风险问题三：淬火硬度不符合要求•原因：–材料的组织状态不合适–淬火温度选择不准确–淬火介质选择错误或控制不当•解决方法：–优化材料的热处理工艺，确保组织状态符合要求–通过试验和实践确定合适的淬火温度范围–针对不同材料选择适当的淬火介质，并控制冷却速度，以达到所需的硬度问题四：淬火后强度不稳定•原因：–淬火过程中产生的残余应力导致材料强度波动–淬火后材料的晶粒尺寸和组织状态不稳定•解决方法：–通过适当的回火工艺降低残余应力，增加材料的稳定性–控制热处理过程中的冷却速度和回火温度，以稳定材料的晶粒尺寸和组织状态以上是淬火易出现的问题及解决方法的总结。
通过优化材料选择、淬火工艺的调整和回火工艺的控制，我们可以解决淬火过程中遇到的各种问题，从而获得满足要求的材料性能。
问题五：淬火后的表面质量不理想•原因：–材料表面存在氧化物或杂质–淬火介质中含有污染物–淬火过程中产生的气泡或烟碱•解决方法：–在淬火之前，对材料进行表面清洁，去除氧化物和杂质–选用纯净的淬火介质，避免污染物对材料表面造成影响–控制淬火过程中温度和冷却速度，减少气泡或烟碱的产生问题六：淬火过程中能耗较高•原因：–淬火介质的温度过高，导致能量损耗增加–淬火介质的循环和冷却系统不合理，造成能量浪费•解决方法：–优化淬火介质的温度和冷却速度，尽量减少能量损耗–对淬火介质的循环和冷却系统进行调整和优化，提高能量利用率问题七：淬火后材料的尺寸变化较大•原因：–淬火介质的温度和冷却速度选择错误，导致材料尺寸变化过大–材料的形状设计和尺寸控制不合理•解决方法：–确定适当的淬火温度和冷却速度范围，以减小尺寸变化–在材料的形状设计和尺寸控制上进行优化，避免过大的尺寸变化以上是淬火易出现的问题以及解决方法的总结。
五金模具表面处理常见缺陷分析和消除措施
淬火模具不受体积大小 限制 ，可局部
淬硬 ； 淬火畸变小 ， 淬火表面清洁无氧化 、 脱
碳；
成本低 、易上 马 、生产效率高 。
经验和最佳工艺参数后投产 ；
仔细观察火色 ，控制淬火加热温度 。 火焰表 面淬火后应及时在 ２ ０Ｃ± １ ０￣ ０ ℃ Ｘ１ ｈ —２ 低温 回火 ， 消除淬火 内应力 ， 避 免淬裂。
陷 ， 分 析 形 成 原 因 ， 采 取 有 效 措 施 消 除 缺 陷 ，具 有 实 用 ・ 可 操 作 性 和 技 术 经 济 效 益 。 性、 【 键 词 】表 面 热 处 理 ；表 面 氧 化 处 理 ；缺 陷 分 析 ； 消 除 措 施 关
【 ｂｔ ｃ 】 ｈ ａｄ ａｅＭ ｌ ｈ ｓ ｂａｎ ｄｈ ｒｎ ｓ ｏ ｕｆｃ ｎ ｔ ｎ ｔ ｉｓ ｅ Ａ ｓ ａ ｔ Ｔ ｅｈ ｒｗ ｒ ｏｄ ａ ｏ ｔｉｅ ａｄ ｅｓ ｎｓｒ ｅａ ｄＳｒ ｇｈ ｎ ｉ ｒ ａ ｅ ｄ
移 动速 度
１ ６５
／ ｍ ． ｉ ｍ ｍ ｎ
ｌ５ ４
１ ２５
１１ ０
１０ Ｏ
９ ０
８ ０
到该钢 临界温度 Ａ ３ ｔ 以上 １ ０ １０ ０℃ ５ ℃高
温奥 氏体 状 态 ，然 后 急速 冷却 淬火 ，实
模具感应 加热表面淬火 常见 缺陷及防
治措 施 ：
２淬硬层 深度不易控制 、受热不均 ． 匀、 硬度不均匀 ， 主要靠实践经验控制淬 火质量。
防治措施 ： 选用精炼钢 、电渣重熔钢或真空熔炼
钢。 它们具有纯度高 、 杂质少 、 晶粒细 、 碳
感应淬火常见问题及解决措施
感应淬火常见问题及解决措施中频炉感应淬火件常见淬火缺陷，主要有硬度不够、软块、变形超差与淬火裂纹，还有局部烧熔等。
1、表面淬火后硬度不够：表面淬火后硬度不够是罪常见的问题，其原因亦是多方面的。
1）材料因素①火花鉴别法：这是最简单的方法，检查工件在砂轮上磨出的火花，可大致知道工件的含碳量是否有变化，含碳量越高，火花越多。
②直读光谱仪鉴别钢材的成分，现代化的直读光谱仪能在极短的时间内，将工件材料的各种元素及其含量进行检验并打印出来，可确定钢材是否符合图样要求。
③排除工件表面贫碳或脱碳因素，较常见的冷拔钢材，材料表面有一层贫碳或脱碳层，此时表面硬度低，使用砂轮或锉刀去掉0.5mm后，再测定硬度，如果发现该处硬度比外面为高，并达到要求，这表面工件表面有贫碳或脱碳层。
为进一步验证此问题，可用金相显微镜观察，表面贫碳层得组织与次层得显微组织明显不同，表面只有少量托氏体及大量铁素体，而次层则为马氏体，如果将此样品在保护气体下正火后在检验，表层只有少量珠光体，而次层则有该钢号应有的珠光体面积，如45钢，珠光体面积接近50%。
2）淬火加热温度不够或预冷时间长淬火加热温度不够或预冷时间太长，致使淬火时温度太低。
以中碳钢为例，前者淬火组织中含有大量未溶铁素体，后者其组织为托氏体或索氏体。
3）冷却不足①特别在扫描淬火时，由于喷液区域太短，工件淬火后，经过喷液区后，心部热量又使表面自回火（阶梯轴大台阶在上位时最易产生），此时表面自回火温度过高，常能从表面颜色及温度感测到。
②一次加热法时，冷却时间太短，自回火温度过高，或由于喷液孔因水垢减少了喷液孔截面积，导致自回火温度过高（带喷液孔的齿轮淬火感应器，最易产生次弊病）。
③淬火液温度过高，流量减少，浓度变化，淬火液中混有油污等。
④喷液孔局部堵塞，其特点是局部硬度不足，软块区常与喷液孔堵塞位置相对应。
感应加热设备之表面热处理表面淬火常见缺陷及对策信息编辑：郑州高氏发布时间：2012-06-21用交流电流流向被卷曲成环状的导体（通常为铜管），由此产生磁束，将金属放置其中，磁束就会贯通金属体，在与磁束自缴的方向产生窝电流（旋转电流）这感应电流在窝电流的影响下产生发热用这样的加热方式就是感应加热。
感应淬火零件缺陷产生原因浅析
８０． ０ ８ ． ０ ９
１０ ７
４
今 禹 ８０水剂 ２
裂纹 部位制 成 金 相试 样 在 显 微 镜 下 观察 ， 可见
目视 检 查 ， 裂 纹 均 位 于 淬 火 滚 道 处 ， 该 一 周有 数 条 ， 纹 的 走 向 多 沿 轴 向分 布 ， 短 不 裂 长
一
裂纹较深 ， 沿表 面斜 向下延伸 ， 其尾部尖细 ， 局 部有 氧化皮 分 布 。冷 酸腐 蚀 裂 纹 处 ， 裂 纹 两 在
侧有 脱贫碳 。见 图 ２ 。
，
其宏 观形 貌见 图 １ 。
图 １ 套 圈滚 道面 上 裂纹 形貌
２ ２ 裂 纹 的微 观形 貌ຫໍສະໝຸດ ．图 ２ 裂纹微 观形 貌
２ ３ 低倍 试样 ．
在放 大 镜 下 观 察 ， 见 裂 纹 细 小 且 弯 曲 ， 可
尾部 尖 细 ， 侧 吻合 性 较 好 ， 取 滚 道 面 上 的 两 切
１ 前 言
的材 料 为 ４ ＣＭｏ其 加 工 工 艺 流程 为 ： 造 一 ２ｒ ， 锻
辗扩一 粗 车 加 工 调 质 一 精 车 加 工 一 感 应 淬
检查 人 员 在 对 某 型 号 轴 承零 件 进 行 感 应 淬 回火后 的 着 色 探 伤 检 查 时 发 现 淬 火 面 有 裂 纹， 其宏 观 形 貌 见 图 １ 。该 型 号 轴 承 零 件 使 用
・
３ ０・
轴 承技 术
２１ ０ ２年第 ２期
感应淬火零件缺 陷产生 原 因浅析
（ 术 中心 ） 尤蕾蕾 孙 小 东 技
摘 要 ： 过磁 粉探 伤 、 通 宏观 及微 观 分析 等方 法对 零件 缺 陷进 行 分 析 ， 以找 出轴 承零 件 产 生 裂
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感应加热表面淬火常见缺陷分析及预防方法
硬度不足火软点、软带
1.淬火件含碳量过低应预先化验材料化学成分，保证淬火件ωc＞0.4%
2.表面氧化、脱碳严重淬火前要清理零件表面的油污、斑迹和氧化皮
3. 加热温度太低或加热时间太短正确调整电参数和感应器与工件件相对运动速度，以提高加热温度和延长保温时间。
可以返淬，但淬前应进行感应加热退火。
4.零件旋转速度和零件（感应器）移动速度不协调而形成软带调整零件转速和零件（或感应器）移动速度。
5.感应圈高度不够火感应器中有氧化皮适当增加感应圈高度，经常清理感应器。
6.汇流条之间距离太大调整汇流条之间距离为1-3mm。
7.淬火介质中优杂质或乳化剂老化更滑淬火介质。
8.冷却水压力太低锅冷却不及时增加水压，加大冷却水流量，加热后及时喷水冷却。
9.零件在感应器中的位置偏心或零件弯曲严重调整零件和感应器的相对位置，使个边间隙相等；如是零件弯曲严重，淬火钱应进行校直处理。
淬硬层深不足
1.频率过高导致涡流透入深度过浅调整电参数，降低感应加热频率。
2.连续淬火加热时零件与感应器之间相对运动速度过快采用预热-加热淬火。
3.加热时间过短可以返淬，但返淬前应金属感应加热退火。
淬硬层剥落
产生的原因是表面淬硬层硬度梯度太大，或硬化层太浅，表面马氏体组织导致体积膨胀等。
应对措施是正确调整电参数，采用预热-加热淬火，加深过渡层深度。
淬火开裂
1.钢中碳和锰的含量偏高可在试淬试调整工艺参数，也可调整淬火介质，
2.钢中夹杂物多、呈网状或成分有偏析或含有有害元素多检查非金属夹杂物含量和分布状况，毛坯需要反复锻造。
3.倾角处或键槽等尖角处加热时出现瞬时高温而淬裂中尖角倒圆，淬火前用石棉绳火金属棒料堵塞沟槽、空洞。
4.冷却速度过大而且不均匀降低水压，减少喷水量，缩短喷水时间。
5. 淬火介质选择不当更具工艺要求选择合适的淬火介质。
6.回火不及时或回火不足淬火后应及时回火，淬火与回火之间的停留时间，对于碳钢或铸件不应超过4h，合金钢不应超过0.5h。
回火不足时应延长回火时间。
7.材料淬透性偏高可以选用冷却速度慢的淬火介质。
8.返修件未经退火火正火返修件必须经过退火、正火后，才能再次感应加热淬火。
齿轮淬火畸变
1.圆柱齿轮内孔一般缩小0.01-0.05mm，外径不变或缩小0.01-0.03mm。
应对方法是：在满足淬硬层要求前提下，采用较大的比功率，缩短加热时间；端面加盖，防止内孔过早冷却；齿坯加盖后，先进行一次高频正火，然后加工内孔和铣齿。
2. 对于内外径之比小于1.5的薄壁齿轮，内孔和外径优胀大的趋势，双联齿轮呈喇叭口。
只有合理设计，正确安排工艺路线。
频率和深度成反比。
影响因素有：
1.基体组织情况：越均匀的组织得到的深度越深。
2.保温时间：保温时间长对增加深度。
但是不要太长，记住，感应淬火尽量不要采用传导加热。
就我们公司的实际经验来看，《现代感应热处理技术》上的东西有点滞后。
淬硬层深度一个是跟频率直接相关，还有就是冷却速度。
感应加热速度非常快，实际工作中常常是冷却速度不够，导致淬硬层深度增加。
“淬硬层深度一个是跟频率直接相关，还有就是冷却速度。
”同意，
“感应加热速度非常快，实际工作中常常是冷却速度不够，导致淬硬层深度增加。
”应该是减少吧。
你们的理解应该存在误区，忽约了一些根本性的东西。
书上的知识是提供理论的指导。
我看不出《现代感应热处理技术》上的东西有点滞后的情况。
要满足零件不同硬化层要求时，那些理论用于指导选择的设备频率是否适应零件的技术要求。
在实际的生产过程中，硬化层深度的大小首先建立在设备的频率合适的基础上，脱离频率无从谈起硬化层深度，你认为呢？。