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高频淬火工艺流程之淬火表面处理技术

淬火表面处理介绍;

通过不同的热源对工件进行快速加热,当工件表面温度达到临界点以上(此时工件中心温度低于临界点)时进行快速冷却,使工件表层硬化,工件中心保持原有结构。感应加热和火焰加热表面淬火在工业上应用广泛。

淬火温度:

淬火温度主要根据钢的转变点来确定。亚共析钢的淬火加热温度一般为AC3 (30-50),过共析钢为AC1 (30-50)。这种确定的原因是,对于亚共析钢,如果加热温度低于Ac3,加热状态由奥氏体和铁素体组成,淬火冷却后保留铁素体,使零件淬火后硬度不均匀,强度和硬度降低。比Ac3点高30-50的目的是保证工件芯在规定的加热时间内达到Ac3点以上的温度,铁素体能完全溶解在奥氏体中,奥氏体成分相对均匀,奥氏体晶粒不粗大。对于过共析钢,当淬火加热温度在AC1和AC3之间时,加热状态为细小的奥氏体晶粒和未溶解的碳化物,淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的球状碳。这种结构不仅具有高强度、高硬度、高耐磨性,还具有良好的韧性。淬火加热温度过高,碳化物会溶解,奥氏体晶粒长大,淬火后得到片状马氏体(孪晶马氏体),其微裂纹、脆性和淬火开裂倾向也会增加。由于碳化物的溶解,奥氏体中碳含量增加,淬火后残余奥氏体量增加,钢的硬度和耐磨性降低。比Ac1高30-50的目的与亚共析钢类似,是为了保证工件内所有零件的温度都高于Ac1。

热处理工艺有哪些类型?

(1)液体淬火

单液淬火是将奥氏体工件快速浸入一定的淬火介质中,冷却至室温的一种淬火操作方法。单一液体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工件钢种的临界冷却速度,工件不应淬火开裂。单一液体淬火介质包括水、盐水、碱水、油和一些特别配制的水基淬火剂。

(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一起使用,即将加热后的工件淬火到冷却能力大的第一介质中,冷却到略高于Ms温度(约300),然后立即转移到冷却能力小的第二介质中冷却到室温。这种淬火冷却方式称为双液淬火。对于部分工件,为了进一步减缓Ms以下的冷却速度,也可以采用水淬风冷或油淬风冷,空气也可以作为冷却介质。

(3)分级淬火(马氏体分级淬火)

这种冷却方法的特点是,首先将工件浸入温度略高于Ms的熔池中,然后保持在熔池中,直到工件的表面和中心冷却到熔池的温度,然后取出进行空气冷却。浴温一般为10 ~ 20。浴中介质由硝酸盐浴、碱浴和中性盐浴组成。

(4)预冷和淬火

高频淬火后,工件不立即浸入冷却介质中,而是在空气中短时间冷却,待工件冷却到一定温度后再浸入冷却介质中。这种淬火方法称为预冷淬火或延迟淬火。

预冷的关键是控制好预冷时间,预冷时间短效果差。长时间可能会降低工件的淬火硬度(非马氏体相变)。由于工件的材料、形状和尺寸不同,以及炉温和环境温度的影响,预冷时间很难准确计算,主要取决于操作人员的技术和经验。

(5)局部淬火

有些工件只需要一个零件有较高的硬度,其他零件没有硬度要求或要求较低的硬度。在这种情况下,一般可以采用局部淬火的方法,即只对工件的某一部分进行淬火。局部淬火主要有两种形式:局部加热和局部冷却以及整体加热和局部冷却。前者主要适用于盐浴炉加热工件,后者可用于箱式炉和盐浴炉。

(6)冷处理

冷处理是将淬火后的钢连续冷却到室温以下的某一温度,使室温下未转变的残余奥氏体连续转变为马氏体的后淬火操作。

对于一些尺寸稳定性高的零件,需要将淬火组织中的残余奥氏体降低到最低温度,以免在使用过程中因形状和尺寸变化超过精度要求而失效。这就是冷处理的目的。冷处理温度主要根据钢材的Ms点,结合零件的技术要求、工艺设备条件等因素确定。淬火后的工件冷却至室温后,必须立即进行冷处理,否则会影响其效果。中小件的冷处理一般保持1~3h,处理后应在空气中缓慢加热。当工件加热到室温时,应立即回火,可有效防止工件开裂。

以上是淬火表面处理和不同类型的相关热处理淬火工艺的介绍。想要了解淬火工艺,首先要了解这些基本原理。