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淬火工艺守则
1.主题内容与适用范围
本标准规定了我厂定型产品和外协产品的淬火遵守的基本规则和要求。
本标准不适用特殊材料,如不锈钢、磁钢、耐磨钢等的淬火。
2.淬火工艺参数。
2.1加热温度。
2.1.1碳素钢的加热温度:亚共析钢为Ac3+30~50℃,共析钢和过共析钢为Ac1+30~50℃。
合金钢的加热温度:一般应选为Ac
或Ac3+50~100℃。
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表1常用钢加热温度
质等进行调整,但不允许超过上限20℃和下限10℃。
例如采用空气电阻炉加热时,即可选择高于正常加热温度的上限20℃;采用盐(或铅)浴炉加热时,可选择加热温度的中下限或低于下限10℃。
2.1.2用盐浴炉单件加热时的快速加热温度,低碳钢、中碳钢、低合金钢和中合金钢均为960~980℃。
2.1.3碳钢和一般合金钢的预热温度为350~500℃;高合金钢(高速钢)的第一次预热温度为550~650℃,第二次预热温度为800~850℃;对快速加热的零件,应在≤200℃条件下烘干;对调质后需表面快速加热的零件,其预热温度不应高于调质的回火温度。
2.2保温时间
保温时间是指零件装炉后,炉温回升到淬火温度算起到出炉为止所需的时间,它包括零件的透热和内部组织充分转变这两个过程。
2.2.1用盐浴炉加热时的保温时间:
碳素结构钢 t=0.2~0.4D(min)
碳素工具钢、合金结构钢t=0.3~0.5D(min)
合金工具钢t=0.5~0.7D(min)
一次预热的时间为2t。
t为保温时间分,D为工件的有效厚度。
2.2.2用空气电阻炉加热的保温时间:
碳素钢t=1~1.2D(min)
合金钢t=1.2~1.5D(min)
t为保温时间分,D为工件的有效厚度。
2.2.3批量生产时,根据装炉量和零件在炉内的排列情况,实际保温时间应为kt,以k为装炉系数,一般取1~2,应根据实际生产条件,经实验定出较合适的保温时间。
2.2.4对需要快速加热的零件,其保温时间为t=aD(s),式中a为加热系数,D为工件有效厚度。
表2所列a值为单件加热系数的参数值,具体值应根据实验确定。
表2加热系数a的值s/mm
2.3加热介质
我厂有不同加热介质的热处理炉,有空气电阻炉和盐浴加热炉两大类。
其中盐浴炉的优点(升温快、加热均匀等)多于空气电阻炉。
应根据零件的技术要求、形状的复杂程度及批量大小来选择不同的加热介质。
一般批量较小形状复杂及热处理要求较高(例如硬度范围要求窄,变形小及原材料脱碳倾向大)的零件应选用盐浴炉加热,其它应选用空气电阻炉加热。
2.4冷却介质
冷却介质选择得正确与否直接影响零件的淬火质量,常用的冷却介质有水、油和其它水溶液。
碳素钢的冷却介质应选水,合金钢的冷却介质应选油。
表3各种冷却介质及用途
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3.1零件淬火前的要求
3.1.1原始组织应是正火或退火状态,不允许存在组织上或成份上的偏析和过热,例如带状组织、魏氏组织等。
3.1.2零件表面不允许有裂纹、金属分层、碰伤或刀痕、锈斑及油污,对于弹簧零件表面不允许有划伤。
3.1.3对于零件上形状复杂、断面尺寸变化比较大或有螺孔的部位应在淬火前采用保护措施,台阶处有圆弧,端面边缘应倒角,去飞边。
3.2对设备要求
3.2.1工艺前对工艺要求校核仪表。
3.2.2使用盐浴炉加热时,工作前应进行脱氧,对于中温盐浴(30%NaCl+70%BaCl2),其氧化物应控制在0.3%~0.5%之内,对于高温盐浴(100% BaCl2),其氧化物应控制在0.8~0.9%以内,其中BaO≤0.4%。
3.2.3使用箱式电阻炉加热时,为了防止零件氧化脱碳,应向炉内喷煤油或在料盘里铺木炭加以保护。
3.2.4使用气体渗碳炉加热时,如渗碳后一次加热淬火件应控制在15~20滴/分的速度向炉内滴煤油进行保护。
3.2.5应按有关工艺文件抽查淬火后零件的硬度,应大于或等于上限,调质件d≥50mm 时其硬度≥35HRC,d为30~50mm时,其硬度≥45HRC,d≤30mm,其硬度≥50HRC。
3.3操作方法
3.3.1对形状复杂、技术要求较高的零件,淬火时应选适当的工装来保证变形量最小,有些特殊的零件应设计专用工装。
3.3.2零件浸入冷却介质时要垂直平稳、迅速,棒状零件应垂直浸入或用滚动淬火法浸入,有凹槽的零件应使凹槽向上浸入冷却介质。
3.3.3对截面厚薄悬殊、形状复杂的零件,为防止开裂和减小变形,可将危险截面处预冷到Ar1以下温度淬火,预冷可用空冷、水冷、油冷等方法。
3.3.4对盘状零件应采用与轴向方向平行方式浸入冷却介质而后在回火进程中用夹具较正其变形。
3.3.5对易变形的零件及高速钢零件应采用分级冷却。
一般在150~200℃的硝盐槽停留1min/5~10mm然后空冷;对高速钢是在580~620℃中性盐浴中停留,然后空冷。
3.3.6对在硝盐槽中冷却的零件,不得在淬火加热介质中用黄血盐脱氧,以免爆炸伤人。
3.3.7零件淬火后应尽快回火,停留时间不允许超过4小时,重要形状复杂大件、锻模、合金工具钢、碳素钢、高速钢单件应及时回火,以免发生裂纹和变形。
整理编辑:李永刚2009-11-13。