調(diào)質(zhì)處置即是淬火后高溫回火的熱處置體例?;鼗饻囟纫粯悠匠J?00-600℃。聯(lián)軸器的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火安定性和工件截面尺寸有關(guān),一樣平常在HB200—350之間。 調(diào)質(zhì)處置不單適用于聯(lián)軸器,還普遍應(yīng)用于各種嚴重的結(jié)構(gòu)零件,如連桿、螺栓、齒輪及軸類等。
熱處置凡是情形下不會轉(zhuǎn)變工件的外形和集體的化學(xué)身分,重若是轉(zhuǎn)變工件內(nèi)部的顯微機關(guān),或工件概況的化學(xué)身分有轉(zhuǎn)變,重新前進工件的操縱機能。
零件經(jīng)由過程熱處置其內(nèi)在質(zhì)量獲得前進,這不是我們?nèi)庋鬯芸闯龅?,為使金屬工件具有所需要的力學(xué)機能、物理機能和化學(xué)機能,除合理選用質(zhì)料和各種成形工藝外,熱處置工藝經(jīng)常是必不成少的。
45鋼和40Cr鋼調(diào)質(zhì)的熱處理工藝
調(diào)質(zhì)是淬火加高溫回火的雙重?zé)崽幚?,其目的是使工件具有良好的綜合機械性能。
調(diào)質(zhì)鋼有碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼二大類,不管是碳鋼還是合金鋼,其含碳量控制比較嚴格。如果含碳量過高,調(diào)質(zhì)后工件的強度雖高,但韌性不夠,如含碳量過低,韌性提高而強度不足。為使調(diào)質(zhì)件得到好的綜合性能,一般含碳量控制在0.30~0.50%。
調(diào)質(zhì)淬火時,要求工件整個截面淬透,使工件得到以細針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。通過高溫回火,得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織。小型工廠不可能每爐搞金相分析,一般只作硬度測試,這就是說,淬火后的硬度必須達到該材料的淬火硬度,回火后硬度按圖要求來檢查。工件調(diào)質(zhì)處理的操作,必須嚴格按工藝文件執(zhí)行。
1、 45鋼的調(diào)質(zhì)
45鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼,冷熱加工性能都不錯,機械性能較好,且價格低、來源廣,所以應(yīng)用廣泛。它的最大弱點是淬透性低,截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。
45鋼淬火溫度在A3+(30~50) ℃,在實際操作中,一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快,表面氧化減少,且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化,就需要足夠的保溫時間。如果實際裝爐量大,就需適當延長保溫時間。不然,可能會出現(xiàn)因加熱不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象。但保溫時間過長,也會也出現(xiàn)晶粒粗大,氧化脫碳嚴重的弊病,影響淬火質(zhì)量。我們認為,如裝爐量大于工藝文件的規(guī)定,加熱保溫時間需延長1/5。
因為45鋼淬透性低,故應(yīng)采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后,應(yīng)該淬透,但不是冷透,如果工件在鹽水中冷透,就有可能使工件開裂,這是因為當工件冷卻到180℃左右時,奧氏體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體造成過大的組織應(yīng)力所致。因此,當淬火工件快冷到該溫度區(qū)域,就應(yīng)采取緩冷的方法。由于出水溫度難以掌握,須憑經(jīng)驗操作,當水中的工件抖動停止,即可出水空冷(如能油冷更好)。另外,工件入水宜動不宜靜,應(yīng)按照工件的幾何形狀,作規(guī)則運動。靜止的冷卻介質(zhì)加上靜止的工件,導(dǎo)致硬度不均勻,應(yīng)力不均勻而使工件變形大,甚至開裂。
45鋼調(diào)質(zhì)件淬火后的硬度應(yīng)該達到HRC56~59,截面大的可能性低些,但不能低于HRC48,不然,就說明工件未得到完全淬火,組織中可能出現(xiàn)索氏體甚至鐵素體組織,這種組織通過回火,仍然保留在基體中,達不到調(diào)質(zhì)的目的。
45鋼淬火后的高溫回火,加熱溫度通常為560~600℃,硬度要求為HRC22~34。因為調(diào)質(zhì)的目的是得到綜合機械性能,所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的,就要按圖紙要求調(diào)整回火溫度,以保證硬度。如有些軸類零件要求強度高,硬度要求就高;而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件,因調(diào)質(zhì)后還要進行銑、插加工,硬度要求就低些。關(guān)于回火保溫時間,視硬度要求和工件大小而定,我們認為,回火后的硬度取決于回火溫度,與回火時間關(guān)系不大,但必須回透,一般工件回火保溫時間總在一小時以上。
2、40Cr鋼的調(diào)質(zhì)處理
Cr能增加鋼的淬透性,提高鋼的強度和回火穩(wěn)定性,具有優(yōu)良的機械性能。截面尺寸大或重要的調(diào)質(zhì)工件,應(yīng)采用Cr鋼。但Cr鋼有第二類回火脆性。
40Cr工件調(diào)質(zhì)的淬回火,各種參數(shù)工藝卡片都有規(guī)定,我們在實際操作中體會是:
(一)40Cr工件淬火后應(yīng)采用油冷,40Cr鋼的淬透性較好,在油中冷卻能淬硬,而且工件的變形、開裂傾向小。但是小型企業(yè)在供油緊張的情況下,對形狀不復(fù)雜的工件,可以在水中淬火,并未發(fā)現(xiàn)開裂,只是操作者要憑經(jīng)驗嚴格掌握入水、出水的溫度。
(二)40Cr工件調(diào)質(zhì)后硬度仍然偏高,第二次回火溫度就要增加20~50℃,不然,硬度降低困難。
(三)40Cr工件高溫回火后,形狀復(fù)雜的在油中冷卻,簡單的在水中冷卻,目的是避免第二類回火脆性的影響?;鼗鹂炖浜蟮墓ぜ匾獣r再施以消除應(yīng)力處理。
影響調(diào)質(zhì)工件的質(zhì)量,操作工的水平是個重要因素,同時,還有設(shè)備、材料和調(diào)質(zhì)前加工等多方面的原因,我們認為:
(一)工件從加熱爐轉(zhuǎn)移到冷卻槽速度緩慢,工件入水的溫度已降到低于Ar3臨界點,產(chǎn)生部分分解,工件得到不完全淬火組織,達不到硬度要求。所以小零件冷卻液要講究速度,大工件預(yù)冷要掌握時間。
(二)工件裝爐量要合理,以1~2層為宜,工件相互重疊造成加熱不均勻,導(dǎo)致硬度不勻。
(三)工件入水排列應(yīng)保持一定距離,過密使工件近處蒸氣膜破裂受阻,造成工件接近面硬度偏低。
(四)開爐淬火,不能一口氣淬完,應(yīng)視爐溫下降程度,中途閉爐重新升溫,以便前后工件淬后硬度一致。
(五)要注意冷卻液的溫度,10%鹽水的溫度如高于60℃,不能使用。冷卻液不能有油污、泥漿等雜質(zhì),不然,會出現(xiàn)硬度不足或不均勻現(xiàn)象。
(六)未經(jīng)加工毛坯調(diào)質(zhì),硬度不會均勻,如要得到好的調(diào)質(zhì)質(zhì)量,毛坯應(yīng)粗車,棒料要鍛打。
(七)嚴把質(zhì)量關(guān),淬火后硬度偏低1~3個單位,可以調(diào)整回火溫度來達到硬度要求。但淬火后工件硬度過低,有的甚至只有HRC25~35,必須重新淬火,絕不能只施以中溫或低溫回火以達到圖紙要求完事,不然,失去了調(diào)質(zhì)的意義,并有可能產(chǎn)生嚴重的后果。