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详解热处理淬火工艺

[ 发布日期:2019-06-03 10:24:52 点击:400 来源:西格马(上海)高温电炉有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]
  淬火是热处理工艺中重要的种工艺,会经常用到工业热处理上,例如钢加工,钢在制作成可用的零件产品时,就会用到淬火工艺。那么我们常用的热处理淬火工艺到底是什么呢?西格马(上海)高温电炉有限公司小编,为您解答。

  、热处理淬火工艺

  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。
  钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度,保温段时间,使之部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
  工艺过程:加热、保温、冷却。
  淬火的实质是过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织。
  淬火的目的:(1)大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求;(2)通过淬火满足某些种钢材的铁磁性、耐蚀性等殊的物理、化学性能。

  应用范围:淬火工艺应用为广泛,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。

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  二、热处理淬火介质

  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。
  常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。
  1、水
  水是冷却能力较强的淬火介质。
  优点:来源广、价格低、成分稳定不易变质。
  缺点: 冷却能力不稳定,易使工件变形或开裂。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。
  应用: 适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工件的淬火冷却。
  2、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。
  应用: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。
  3、油

  冷却介质般采用矿物质油(矿物油)。如机油、变压器油和柴油等。机油般采用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。

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  三、热处理淬火工艺类型

  以冷却形式的不同来划分淬火的种类,主要有单液淬火、双液淬火、分淬火和等温淬火等。
  1、液淬火:
  单液淬火是将奥氏体工件迅速浸入某种淬火介质,直冷到室温的淬火操作方法。单液淬火冷却介质的选择依据是:工件在该介质中的冷却速度必须大于此工件钢种的临界冷却速度,并应保证工件不会淬裂。单液淬火介质有水、盐水、碱水、油以及些门配制的水基淬火剂等。
  2、双液淬火:
  为了克服单液淬火的缺点,使工件的淬火冷却尽可能接近理想情况,可以将两种冷却能力不同的介质配合起来使用,即将加热后的工件先淬入种冷却能力大的介质中,待其冷至稍高于Ms温度(约300℃),然后立即转入另种冷却能力较小的介质中冷至室温,这种淬火冷却方法称为双液淬火。
  对于有些工件,为了进步减慢Ms以下的冷速,也可采用水淬空冷或油淬空冷的方法,空气也可作为冷却介质来对待。
  3、分淬火(马氏体分淬火):
  这种冷却方法的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。浴槽温度般为Ms+(10~20)℃。浴槽中介质的成分采用硝盐浴、碱浴、中性盐浴。
  4、预冷淬火;
  淬火加热后,工件并不立即浸入冷却介质中,而是在空气中先进行短时间的冷却,待工件降至定温度时,再浸入冷却介质,这种淬火方法称为预冷淬火或延迟淬火。

大通彩票注册   预冷淬火的关键是控制好预冷时间,预冷时间短则差;时间长则有可能使工件淬火硬度降低(发生非马氏体转变)。由于工件的材料各异,形状尺寸千差万别,同时还受出炉温度和环境温度的影响,故很难对预冷时间进行准确的计算,主要靠操作者的技术和经验来掌握。

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  5、局部淬火:
  有的工件只要某个局部硬度较高,其他部位无硬度要求或要求硬度较低。这种情况般可采用局部淬火法,即只对工件上某个局部进行淬火的方法。局部淬火的主要形式有两种,局部加热局部冷却法和整体加热局部冷却法。前者主要适用于盐浴炉加热时的工件,后者箱式炉、盐浴炉均可采用。
  6、冷处理:
  冷处理就是将淬火钢继续冷却到室温以下某温度,使在室温尚未转变的残余奥氏体继续转变为马氏体的种淬火后操作。
  对于些尺寸稳定性高求很高的零件,必须把淬火组织的残余奥氏体减少到低温度,使用过程中不致因形状和尺寸变化超出精度要求而失。冷处理的目的就在于此。冷处理温度主要根据钢的Ms点,同时结合零件的技术要求及工艺设备条件等因素确定。冷处理操作必须在淬火工件冷到室温后立即进行,否则会影响其果。中小件冷处理般保温1~3h,处理后应在空气中缓慢升温。当工件升到室温后立即回火,这样能有地避免工件开裂。
  看完文章后,是不是对常用的热处理中的“四把火”之淬火有了些了解,是不是发现原来淬火并不是种,而是有很多种类型,并且淬火使用的介质也是不同的,并不单是水这种。不同的类型介质适用的范围的不同的,要根据热处理情况来定怎么淬火。
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