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淬火工藝及常用淬火介質(zhì)介紹

淬火工藝在現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。機(jī)械中重要零件,尤其在汽車、飛機(jī)、火箭中應(yīng)用的鋼件幾乎都經(jīng)過淬火處理。本文將為大家簡(jiǎn)單介紹一下淬火的工藝過程、方式及常用淬火介質(zhì)的種類。



淬火工藝過程

淬火的工藝過程包括:加熱、保溫、冷卻3個(gè)階段。下面以鋼的淬火為例,介紹上述三個(gè)階段工藝參數(shù)選擇的原則。

1淬火加熱

以鋼的相變臨界點(diǎn)為依據(jù),加熱淬火時(shí)要形成細(xì)小、均勻奧氏體晶粒,淬火后獲得細(xì)小馬氏體組織。

2淬火保溫

1)淬火保溫時(shí)間由設(shè)備加熱方式、零件尺寸、鋼的成分、裝爐量和設(shè)備功率等多種因素確定。對(duì)整體淬火而言,保溫的目的是使工件內(nèi)部溫度均勻趨于一致。對(duì)各類淬火,其保溫時(shí)間最終取決于在要求淬火的區(qū)域獲得良好的淬火加熱組織。


2)加熱與保溫是影響淬火質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),奧氏體化獲得的組織狀態(tài)直接影響淬火后的性能。-般鋼件奧氏體晶??刂圃?~8級(jí)。

3淬火冷卻

1)要使鋼中高溫相——奧氏體在冷卻過程中轉(zhuǎn)變成低溫亞穩(wěn)相——馬氏體,冷卻速度必須大于鋼的臨界冷卻速度。工件在冷金屬材料加工卻過程中,金屬材料加工表面與心部的冷卻速度有-定差異,如果這種差異足夠大,則可能造成大于臨界冷卻速度部分轉(zhuǎn)變成馬氏體,而小于臨界冷卻速度的心部不能轉(zhuǎn)變成馬氏體的情況。


2)為保證整個(gè)截面上都轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體需要選用冷卻能力足夠強(qiáng)的淬火介質(zhì),以保證工件心部有足夠高的冷卻速度。但是冷卻速度大,工件內(nèi)部由于熱脹冷縮不均勻造成內(nèi)應(yīng)力,可能使工件變形或開裂。因而要考慮上述兩種矛盾因素,合理選擇淬火介質(zhì)和冷卻方式。


3)冷卻階段不僅零件獲得合理的組織,達(dá)到所需要的性能,而且要保持零件的尺寸和形狀精度,是淬火工藝過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。


淬火方式


1單介質(zhì)淬火

工件在一種介質(zhì)中冷卻,如水淬、油淬。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是在水中淬火應(yīng)力大,工件容易變形開裂;在油中淬火,冷卻速度小,淬透直徑小,大型工件不易淬透。

2雙介質(zhì)淬火

1)工件先在較強(qiáng)冷卻能力介質(zhì)中冷卻到300℃左右,再在一種冷卻能力較弱的介質(zhì)中冷卻,如:先水淬后油淬,可有效減少馬氏體轉(zhuǎn)變的內(nèi)應(yīng)力,減小工件變形開裂的傾向,可用于形狀復(fù)雜、截面不均勻的工件淬火。


2)雙液淬火的缺點(diǎn)是難以掌握雙液轉(zhuǎn)換的時(shí)刻,轉(zhuǎn)換過早容易淬不硬,轉(zhuǎn)換過遲又容易淬裂。為了克服這一缺點(diǎn),發(fā)展了分級(jí)淬火法。

3分級(jí)淬火

1)工件在低溫鹽浴或堿浴爐中淬火,鹽浴或堿浴的溫度在Ms點(diǎn)附近,工件在這一溫度停留2min~5min,然后取出空冷,這種冷卻方式叫分級(jí)淬火。分級(jí)冷卻的目的,是為了使工件內(nèi)外溫度較為均勻,同時(shí)進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變,可以大大減小淬火應(yīng)力,防止變形開裂。


2)分級(jí)溫度以前都定在略高于Ms點(diǎn),工件內(nèi)外溫度均勻以后進(jìn)入馬氏體區(qū)。改進(jìn)為在略低于Ms點(diǎn)的溫度分級(jí)。實(shí)踐表明,在Ms點(diǎn)以下分級(jí)的效果更好。例如,高碳鋼模具在160℃的堿浴中分級(jí)淬火,既能淬硬,變形又小,所以應(yīng)用很廣泛。

4等溫淬火

工件在等溫鹽浴中淬火,鹽浴溫度在貝氏體區(qū)的下部(稍高于Ms),工件等溫停留較長(zhǎng)時(shí)間,直到貝氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束,取出空冷。等溫淬火用于中碳以上的鋼,目的是為了獲得下貝氏體,以提高強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨性。低碳鋼一般不采用等溫淬火。


5表面淬火

表面淬火是將鋼件的表面層淬透到一定的深度,而心部分仍保持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火的方法。表面淬火時(shí)通過快速加熱,使剛件表面很快到淬火的溫度,在熱量來不及穿到工件心部就立即冷卻,實(shí)現(xiàn)局部淬火。


6感應(yīng)淬火

感應(yīng)加熱就是利用電磁感應(yīng)在工件內(nèi)產(chǎn)生渦流而將工件進(jìn)行加熱。


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