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熱處理工藝中如何通過(guò)冷卻特性選擇淬火介質(zhì)?
作者:上海川奇機(jī)電設(shè)備有限公司 | 發(fā)布時(shí)間:2022-06-15 | 載入中...

選用熱處理淬火介質(zhì),一般可以通過(guò)淬火介質(zhì)的不同的冷卻性能來(lái)選擇。比如,當(dāng)我們確定應(yīng)當(dāng)選用快速淬火油后,具體的品種就應(yīng)當(dāng)根據(jù)工件特點(diǎn)和熱處理要求從油的冷卻速度分布上去選。
不管選用何種淬火介質(zhì),大致都可以按以下五條原則進(jìn)行選擇。
1、看鋼的含碳量多少
含碳量低的鋼有可能在冷卻的高溫階段析出先共析鐵素體,其過(guò)冷奧氏體更易發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變的溫度(即所謂"鼻尖"位置的溫度)較高,馬氏體起點(diǎn)(Ms)也較高。因此,為了使這類(lèi)鋼制的工件充分淬硬,所用的淬火介質(zhì)應(yīng)當(dāng)有較短的蒸汽膜階段,且其出現(xiàn)Max冷卻速度的溫度應(yīng)當(dāng)較高。相反,對(duì)含碳量較高的鋼,淬火介質(zhì)的蒸汽膜階段可以更長(zhǎng)些,出現(xiàn)Max冷卻速度的溫度也應(yīng)當(dāng)?shù)托?br /> 2、看鋼的淬透性高低
淬透性差的鋼要求用冷卻速度快的淬火介質(zhì),淬透性好的鋼則可以用冷卻速度慢一些的介質(zhì)。通常,隨著鋼的淬透性提高,過(guò)冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變的“C”曲線(xiàn)會(huì)向右下方移動(dòng)。所以,對(duì)淬透性差的鋼,選用的淬火介質(zhì)出現(xiàn)Max冷卻速度的溫度應(yīng)當(dāng)高些;而淬透性好的鋼則低些。有些淬透性好的鋼過(guò)冷奧氏體容易發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變,要避開(kāi)其貝氏體轉(zhuǎn)變,也要求有足夠快的低溫冷卻速度。
3、看工件的有效厚度大小
如果工件的表面一冷到Ms點(diǎn),就立即很大程度減慢介質(zhì)的冷卻速度,則工件內(nèi)部的熱量向淬火介質(zhì)散失的速度也就立即放慢,這必然使工件表面一定深度以?xún)?nèi)的過(guò)冷奧氏體冷不到Ms點(diǎn)就發(fā)生非馬氏體轉(zhuǎn)變,其結(jié)果,淬火后工件只有很薄的馬氏體層。由于這樣的原因,當(dāng)工件比較厚大時(shí),為得到足夠的淬硬深度,所用淬火介質(zhì)應(yīng)當(dāng)有較快的低溫冷卻速度。而薄小的工件則可以選用低溫冷卻速度較慢的淬火介質(zhì)。
4、看工件的形狀復(fù)雜程度
形狀復(fù)雜的工件,尤其是有內(nèi)孔或較深凹面的工件,為減小淬火變形或需要把內(nèi)孔淬硬時(shí),應(yīng)當(dāng)選用蒸汽膜階段較短的淬火介質(zhì)。這是因?yàn)?,?nèi)孔或凹面內(nèi)部散熱較其它部位慢。工件的其它部位冷得快先進(jìn)入沸騰階段獲得快冷,而內(nèi)孔或凹面內(nèi)仍被蒸汽膜籠罩,冷得很慢。這種冷卻速度上的差異可能引起較大的淬火變形和凹面的硬度低下。解決這類(lèi)問(wèn)題的辦法是,選用蒸汽膜階段較短而冷卻速度又較快的淬火介質(zhì)。當(dāng)然,適當(dāng)加大內(nèi)孔與凹面內(nèi)的介質(zhì)流動(dòng)速度,也有同樣的效果。相反,形狀簡(jiǎn)單的工件則可以使用蒸汽膜階段稍長(zhǎng)的淬火介質(zhì)。此外,工件的形狀越復(fù)雜,冷卻時(shí)的內(nèi)應(yīng)力就越大。據(jù)此,形狀復(fù)雜的工件允許的Max冷卻速度較低,而形狀簡(jiǎn)單的工件允許的Max冷卻速度則較高。
5、看允許的變形大小
從解決變形問(wèn)題的硬度差異法推知,變形要求小的,淬火冷卻中必須有較窄的冷卻速度帶;而允許的變形較大的,可以有較寬的冷卻速度帶。允許的冷卻速度帶寬的,采用能得到其淬火硬度要求的介質(zhì),往往就能滿(mǎn)足變形要求。允許的冷卻速度帶特別窄的,必須采用能大幅度縮短工件冷卻速度帶的淬火方法。在能縮短工件冷卻速度帶的方法中,簡(jiǎn)單和有效的是做等溫(或分級(jí))的淬火。等溫分級(jí)淬火介質(zhì)應(yīng)當(dāng)具備的特性,首先是蒸汽膜階段短,且液溫變化對(duì)冷卻特性的影響??;其次是較厚大的工件應(yīng)當(dāng)選用冷卻速度快的淬火介質(zhì),而較小的工件則應(yīng)當(dāng)選用冷卻速度較慢的介質(zhì)。

生產(chǎn)中要處理的工件多種多樣。不同工件對(duì)淬火介質(zhì)冷卻特性的要求可能相容,即可以用同一種淬火介質(zhì);但也可能不相容,即找不到共同適用的淬火介質(zhì)??梢愿鶕?jù)自己實(shí)際需求來(lái)選擇。
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