淬火工艺守则

淬火工艺守则
淬火是热处理的主要工序之一。就钢铁材料而言,它是把工件加热到预期的温度。保温一定时间,然后在选定的冷却介质中冷却,以获得马氏体等组织的一种操作。淬火工序严格操作就为回火工序的正常进行创造条件。如果淬火工序马虎,就会造成产品的返修或报废。为此,在淬火过程中,必须严格按工艺进行。
一、淬火工艺总则
1、淬火加热温度:
正确的选择淬火加热温度是保证得到预期的淬火后的金相组织和机械性能的重要条件。钢铁材料的成分不同,其加热温度各不相同。就碳素钢而言,Fe-Fe3C系平衡相图就是其加热温度选择的重要依据。
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G
对合金钢而言,由于其合金成分不相同,所以,加热温度不相同。
设备:中温盐浴炉
5CrMnMo钢热锻模淬火工艺曲线
设备:箱式电阻炉淬火
有时个别零件需要表面淬火而高频由于条件所限,不能处理时,用盐炉快速加热,加热温度一般为其钢牌号的正常加热温度高出100℃以上.但是形状特别复杂的零件不宜采用.
2、加热时间:
加热时间由工件的升温时间和保温时间两部分组成,过长的加热时间会使工件晶粒粗大,增加工件淬火后的脆性,从而降低工件的机械性能。此外,还易使工件表面氧化及脱碳,造成能源浪费。反之,加热时间过短又往往达不到预期的淬火目的。所以,一般采用其实际保温时间约占加热时间的1/2-2/3。
(1)在实际生产中根据设备条件,产品材料成分、几何尺寸、装炉量各不相同,加热时间也不相
同。
经验公式计算:
t = 加热时间(分)
H = 工件有效厚度(MM)
盐炉加热时间:
碳钢t = (0.25-0.5)H(分)
合金结构钢t = (0.5-1)H(分)
(2)中温电阻炉加热时间计算:
碳钢:t = (1-1.5)H(分)
合金结构钢:t = (1.5-2)H(分)
箱式电阻炉装活只准单层装炉加热不准层叠装炉加热。工件距电阻丝和后墙>100MM,距炉门
口400-450MM。
井式电阻炉装活单吊装炉加热。
(3)气体渗碳炉不准做淬火加热用,如需用时经研究后是否能使用。
(4)一般小尺寸零件其加热时间取上限,大尺寸零件取下限。如果用架子、框子等工具堆积加
热时,加热时间应延长1/2-1倍。根据工件装架、框数量经常目测炉内的工件温度进行处理。
3、冷却介质:
正确合理的选择淬火冷却介质是保证零件在淬火时得到预期的金相组织,并使零件的变形或开裂控制
在最小的范围内的重要手段之一。最理想的冷却介质的性能应当是:在钢的C曲线鼻子处(550-650℃)具有极大的冷却速度,从而可抑制A-P转变的可能性。而在300℃以下,其冷却速度大大减缓。从而使M转变时的内应力最小。
我厂常用冷却剂:
10%NaCl水溶液,使用温度20-35℃
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10#-20#机油使用温度40-80℃
刀具类应按刀具工艺守则进行处理。
一般碳钢采用盐浴冷却,合金钢采用油冷却。此外,还要考虑到零件的尺寸、形状、及复杂程度等。影响质量的可经车间工艺员研究决定,也不是一成不变的要具体情况具体对待。
4、淬火方法:
为了减小零件的变形和开裂,对不同工件的淬火方法做如下分类:
A.单液淬火:
形状简单的零件在一种冷却剂中冷却.
B.双液淬火:
为了减小复杂零件的开裂倾向(一般指碳钢及低合金钢)先在一种强冷却剂中冷却一定时间,然后迅速转入冷却能力较慢的冷却剂中冷却,达到即淬硬又不开裂的目的,例如水(盐水)-油淬火.
C. 予冷热处理
有时对复杂零件采用先预冷,而后双液淬火,在第二种冷却剂中冷到其M点左右提出及时回火, 这些操作要求操作者具有熟练的热处理操作技术来掌握.
D.淬火冷却-热校直
在零件的淬火过程中不可避免的要产生变形.如采用以上相应方法,控制得当的,其变形最小,就可能在要求公差范围内,如操作及控制稍有不当.其变形就大,就超差.如有的工件不允许有软点,那么就不能等回火就得校直,采用工件冷却到其Ms点左右提出趁热校直达到工艺要求为宜。热处理淬火后的质量检查:
(1)零件热处理必须在首件检查合格后亦可进行继续生产
(2)各工序间硬度检查,必须把零件表面清理干净
(3)零件热处理按图纸,技术条件,标准,工艺文件进行生产和检查
(4)各工序间硬度检查用锉刀及硬度计检查
(5)尺寸变形按工艺标准规定公差范围内进行检查
(6)外观检查零件表面烧,碰伤等
5.金相检查:
A.中碳或中碳合金钢零件淬火后马氏体等级应为1-4级,5级以上者为过热组织,出现有铁素
体存在者为淬火加热不足.
B.高碳或高碳合金钢,轴承钢等零件(不包括高速钢)淬火后马氏体等级≤2级如≥3级者为过
热组织,有屈氏体存在者为淬火加热不足,屈氏体的数量由硬度加以限制.
C.马氏体等级评定标准,可参照图谱
D.一般机床零件不做金相检查,成批重要零件可根据情况进行抽查作金相分析检查.
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二,淬火加热设备
1.盐浴炉:
盐浴炉是最早的无氧化无脱碳的方法之一,由于它适应性强,故而工作范围大,现在仍是热处理主要加热设备之一.
我厂使用的盐浴炉为三相或单相内热式电极盐浴炉,其功率分别为50KW,80KW,100KW即:RYD-50KW,RYD-80KW,RYD-100KW
我厂使用的中温盐浴炉其盐浴成分为:
NaCl:BaCl2=50%:50%(重量比)
前面讲过它是无氧化无脱碳的热处理方法之一,但是这要求操作方法必须得当,如果操作不当仍会有比较严重的氧化脱碳现象。这主要是工件氧化皮的带入及溶盐表面与空气接触而吸收氧及炉衬材料的氧化物溶入盐浴中而造成的。为防止表面氧化脱碳,必须定期进行脱氧捞渣。
2.盐浴炉的脱氧
为保证产品质量必须对盐浴炉定期进行脱氧,捞渣工作。一般要求炉内盐浴氧化物的总含量<0.5%,但当成型工件加热时,其氧化物总含量应<0.3%,
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我厂常用脱氧剂:
中温盐浴炉:TiO2 1Kg+BaCl2 1Kg
高温盐浴炉:SiO2 0.5Kg+TiO2 1Kg+BaCl2 1Kg
中温盐浴炉脱氧温度为920-950℃在此温度下温度降至780-800℃时捞渣,每班进行一次。高温盐浴炉脱氧温度为1300-1320℃,在此温度下温度降至1200℃时捞渣,5.6.7.8.9.10月,每3小时脱氧进行一次捞渣。11.12.1.2.3.4月每4小时脱氧进行一次,如氧化物过高时可连续进行数次。直至合格为止,每开一次炉就得取样化验一次。
脱氧剂必须进行烘干(200℃左右)并搅拌均匀后使用。
3.盐浴炉用盐要求:
盐浴炉用盐应是纯度越高越好,但实际上是不可能达到的。一般要求如下:
NaCl 纯度≥98%
BaCl2 纯度≥96%
4.工件进入盐浴炉后工件距电极距离为≥50mm,距炉膛壁及盐面应≥20mm.严防电伤.
5.箱式电阻炉:
箱式电阻炉虽然是具有氧化脱碳较为严重的热处理设备,但仍大量使用着,主要是加工毛坯及
加工余量大的工件.(个别大件经研究也可用此设备加热)
!)设备:
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我厂使用的是45KW的箱式电阻炉,其规格及技术条件如下:
2)加热与防护
在箱式炉中加热,其加热是靠热辐射进行的,又因没有使用可控气氛保护,仍是在空气中加热,免不
得要有氧化及脱碳,毛坯体及加工余量大的光坯体没有问题.而成形体及加工余量小的工件加热过程中是不允许有氧化及脱碳的,为达到这一目的,在所要保护的部分我厂常用硼砂及硼砂酒精来保护.
3)井式电阻炉:
井式电阻炉的加热方式基本与箱式电阻炉一样,所以加热及防护参照箱式电阻炉的方式.
注意事项:
1、各设备使用均按相应的安全技术操作规程进行.
2、工件进入盐炉前一定要烘干,以防爆盐伤人,盐炉操作者要配戴好一切劳动保护.
3、工件绑扎要牢固,以防掉入盐炉,水池及油池中.
4、工件淬火时一定要注意淬火冷却方向,,严格控制水冷时间.
拉丝模5、要在淬火后立即或及时回火。
6、为保证产品质量经常校正仪表热电偶和目测炉温

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