畢業(yè)論文：42CrMo齒輪軸熱處理工藝設計

1、-xx. 1刖目熱處理工藝是整個機械加工過程種的一個重要環(huán)節(jié)，它與工件設 計及其它加工工藝之間存在密切關系。如何實現(xiàn)工件設計時提出的幾 何形狀和加工精度，滿足設計時所要求的多種性能指標，熱處理工藝 制定的合理與否，有著至關重要的作用。現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展對機械零部件、工模具等提出的要求愈來 愈高。熱處理不僅對鍛造機械加工的順利進行和保證加工效果起著重 要作用，而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用壽命等方面 起著重要作用。為獲得理想的組織與性能，保證零件在生產(chǎn)過程中的 質(zhì)量穩(wěn)定性和使用壽命，就必須從工件的特點、要求和技術條件，認 真分析產(chǎn)品在使用過程中的受力狀況和可能失效形式，正確選擇材料

2、再根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、現(xiàn)場條件、熱處理設備提出幾種可行的熱處理方 案，最后根據(jù)其經(jīng)濟性、方便性、質(zhì)量穩(wěn)定性和便于管理、降低成本 等因素，確定出一種最佳方案。齒輪軸的心部要求有一定的強度和韌性、有較高的疲勞極限和抗 多次沖擊能力。表面還應具有一定的硬度和耐磨性。為了滿足這些性 能要求、材料要有很好的力學性能、常采用42crmo鋼經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)、 感應加熱淬火加低溫回火已達到所要求的性能。42crmo為中碳合金鋼、預備熱處理是正火、主要目的是為了獲 得一定的硬度、便于鋼坯的切削加工、為調(diào)質(zhì)做好組織準備。調(diào)質(zhì)的 目的是為了提高軋機齒輪軸的綜合力學性能。中頻感應加熱表面淬火 是使零件表面得到高的硬度和耐磨性、

3、而心部仍保持一定的強度及較 高的塑性、韌性。摘要通過對42crmo鋼熱處理工藝的分析、明確在執(zhí)行熱處理工藝過程中所需要注意的問題。能夠正確確定加熱溫度、時間、保溫時間、冷卻方式、其目的就是通過正確的熱處理工藝、達到所需要的性能、保證質(zhì)量。關鍵詞齒輪齒輪鋼齒輪軸熱處理特性缺陷.齒輪軸的服役條件、失效形式及性能要求1. 服役條件、失效形式齒輪軸在轉(zhuǎn)動時主要承受剪切應力、交變彎曲應力、傳遞動載荷等工作、受到多次沖擊應力。在工作過程中、由于不同的應力作用、導致不同的失效形式、主要有疲勞磨損、裂紋、表面點蝕、彎曲疲勞折斷、沖擊折斷等。2. 性能要求1. 具有高的疲勞極限；2. 具有高的抗彎強度；3. 具

4、有較高的韌性；4. 具有高的耐磨性；5. 具有抗多次沖擊能力；6. 具有局溫下的局強度；7. 具有一定的精度二.齒輪軸材料的選擇齒輪軸材料的選用根據(jù)齒輪軸的工作條件、要求以及性能來確定。 主要是工作時載荷的大小,轉(zhuǎn)速的高低及齒輪的精度要求來確定的。 載荷大小主要是指齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩的大小,通常以齒面上單位壓應力作 為衡量標志。一般分為:輕載荷、中載荷、重載荷和超重載荷。根據(jù)要求42grmo鋼的性能符合度非常好、其經(jīng)過正火、調(diào)質(zhì)、感 應加熱淬火加低溫回火后表面硬度可達hrc50的高硬度、表面耐磨性 好、心部硬度可達hrg3545。42grmo鋼屬于超高強鋼、具有高強度和 高韌性、淬透性好、調(diào)質(zhì)后有較

5、高的疲勞極限和抗多次沖擊的能力。 淬火時變形小、高溫時具有高的蠕變強度和持久強度、且無明顯的回火脆性42crmo鋼中含有的合金元素cr、mo。其中鉻能增加鋼的淬透性 并有二次硬化作用。可提高高碳鋼的硬度和耐磨性而不使鋼變脆；含 量超過12%時。使鋼有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)腐蝕的作 用。還增加鋼的熱強性、鉻為不銹耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素。 鉻在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中的主要作用是提高淬透性。使鋼經(jīng)淬火回火后具有 較好的綜合力學性能、在滲碳鋼中還可以形成含鉻的碳化物、從而提 高材料表面的耐磨性。而鉬在鋼中能提高淬透性和熱強性。防止回火 脆性、增加剩磁和矯頑力以及在某些介質(zhì)中的抗蝕性、在調(diào)質(zhì)鋼中、

6、 鉬能使較大斷面的零件淬深、淬透、提高鋼的抗回火性或回火穩(wěn)定性、 使零件可以在較高溫度下回火、從而更有效地消除（或降低）殘余應 力、提高塑性。所以在生產(chǎn)中常常選用42crmo作為軋機齒輪軸的材料。其綜合力學性能優(yōu)良符合質(zhì)量要求。三.42crmo鋼的c曲線通過查找熱處理手冊獲得42crmo鋼的c曲線如下圖所示、成 分如表1。圖1. 42crmo鋼連續(xù)轉(zhuǎn)變c曲線表1 42crmo鋼的化學成分化學成分（質(zhì)量分數(shù)）csimnpscrnicumo42crmo0. 420.270. 650.0050.0051. 100. 0050. 0050.20.42crmo齒輪軸的熱處理工藝設計4. 1.42crmo

7、的工藝流程4.1.1.加工路線備料-鍛造-正火-粗、半精加工-制齒周質(zhì)- 中頻感應加熱 淬火、低溫回火-精機加工磨齒（6級以上精度齒軸）。4.1.2.鍛造工藝設計鍛造齒輪軸的毛坯經(jīng)過鍛造后獲得基本的形狀。鍛造是利用鍛壓 機械對金屬坯料施加壓力、使其產(chǎn)生塑性變形、已獲得具有一定機械 性能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方法。齒輪軸的鍛造工藝與齒輪 相差不大、用棒料鐓經(jīng)切削加工制成的齒軸、其纖維組織彎曲呈放射 狀、所有齒部的正應力都平行于纖維組織的方向、力學性能得到很大 的提高。查閱熱處理工藝規(guī)范數(shù)據(jù)手冊可以找出42crmo鋼的鍛造 工藝的加熱溫度、始鍛溫度冷卻方式、本設計具體的鍛造工藝參數(shù)如表2所示

8、。表2 42crmo鋼的熱加鍛造工藝規(guī)范項目aciac3加熱溫度始鍛溫度終鍛溫度鋼坯730°c800°c11501200°c11301180°c>850°c經(jīng)鍛造后其最大直徑約為80mm、米用纟爰冷。2 42crmo齒輪軸示意4. 2. 42crmo鋼的熱處理工藝設計4.2.1.預備熱處理工序-正火一般均安排在毛坯生產(chǎn)之后、切削加工之前、或粗加工之后、半 精加工之前。正火的目的是為了細化晶粒、改善組織、提高切削加工 性能、為淬火和最終熱處理做好準備。正火工藝曲線如圖3所示。溫度廠c時間t|3 42crmo鋼熱處理正火工藝曲線4.2.2.

9、42grmo鋼的調(diào)質(zhì)處理淬火后高溫回火的方法為調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能、材質(zhì)得到 很大程度的調(diào)整、其強度、塑性和韌性都較好、具有良好的綜合機械 性能。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體、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、應采用42crmo鋼工件淬火后油冷、42crmo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。所以42crmo鋼采用840°c淬油、再480度回火處理。硬度可達hrc35-45。圖4為調(diào)質(zhì)工藝 曲線。溫度廠c圖4 42crmo調(diào)質(zhì)工藝曲線圖 4.2.3.最終熱處理工序一感應加熱表面淬火、低溫回火零件

10、經(jīng)調(diào)質(zhì)后具有良好的綜合力學性能、但不滿足其工藝要求、所以要進行感應表面淬火已達到所要求的力學性能、感應加熱淬火后硬度較高、除磨削外不宜再進行其他切削加工、因此工序位置一般安排在半精加工后、磨削加工前。經(jīng)淬火后表面獲得高硬度、高的耐磨性、而心部仍維持良好的綜合力學性能。為降低表面淬火的淬火應力、保持高硬度、耐磨性、淬火后應低溫回火。圖5為調(diào)質(zhì)后感應淬火加低溫回火熱處理工藝曲線溫度/°c900 cc5 42crmo鋼感應加熱淬火加回火工藝曲線五. 42grmo鋼的熱處理工藝理論基礎、原則5.1.42crmo鋼的正火工藝理論基礎、原則5.1.1.正火加熱溫度通常對于亞共析鋼正火的加熱溫度通

11、常為ac3以上3050qc，而 對于中碳合金鋼的正火溫度正火溫度通常為ac3以上50100°c、保溫 一定時間后取出噴霧冷卻這種冷卻方式稱為高溫正火。由鐵碳合金相 如圖6可知42crmo的加熱溫度范圍為850900°c。加熱溫度過低先共析鐵素體未能全部溶解而達不到細化晶粒的作用、加熱溫度過高會 造成晶粒粗化惡化鋼的力學性能、所以我們可以選著87ctc。500400300110002.11(4 iokifc ic«*z.4 l727 #c產(chǎn)/；fc>c,*z.i益 o.<l5o.696.s55.05.54o45 3.5202.5cc%)圖6 fe-c合金

12、相圖5.1.2.正火加熱保溫時間保溫時間，這個問題比較復雜,一般由試驗確定,但也有個經(jīng)驗公式:t二 akdt一保溫時間(min)a 加熱系數(shù)(mi n/mm)k一工件加熱是的修正系數(shù)d工件的有效厚度(畫)工件有效厚度的計算原則是:薄板工件的厚度即為其有效厚度; 長的圓棒料直徑為其有效厚度;正方體工件的邊長為其有效厚度;長 方體工件的高和寬小者為其有效厚度;帶錐度的圓柱形工件的有效厚 度是距小端2l/3 (l為工件的長度)處的直徑;帶有通孔的工件,其壁厚 為有效厚度.一般情況下、碳鋼可以按工件有效厚度每25毫米為一小 時來計算、合金鋼可以按工件的有效厚度每20毫米一小時來計算保溫 時間、加熱時間

13、應為23小時左右。5.1.3. 正火的目的正火的主要目的是消除鍛造缺陷、使其成分均勻，硬度和韌性好并改善材料的切削性，也為調(diào)質(zhì)做好了組織準備。5.2.42crmo鋼的調(diào)質(zhì)工藝理論基礎、原則5.2.1.淬火溫度的選擇42crmo鋼、含碳量為0.42%、屬于亞共析鋼、由圖6可得含碳量為 0.42%鋼的ac3為800°c、由亞共析鋼淬火溫度要求t=ac3+3050 (°c) 可得、淬火溫度t=830850 (°c)、我們可以設定在840°c。5.2.2. 淬火保溫時間的確定根據(jù)有效長度/2=80/2=40mm、可查知、保溫時間要大于56m i n、 為保證獲得

14、理想組織可選1h。5.2.3. 確定淬火介質(zhì)根據(jù)零件使用要求、根據(jù)圖7可知要求淬火后心部硬度大于 hrc23時、至水冷端距離小于33mm方可達到要求、在圖8中可查出 之水冷端距離小于33mm的油中淬火約最大直徑為87mm、符合要求 (42crmo鋼的淬透性高、所以應盡量選擇油淬、可增加奧氏體的穩(wěn)定性)。5.2.4.確定回火溫度在圖10不同含碳量與回火溫度的曲線中(鋼的熱處理胡光立、謝希文西北工業(yè)大學出版社。）查出含碳量為0.40.5%的曲線帶、 再在縱坐標上查出hrc=3540、取中值36其曲線帶相交的點即為加 熱溫度、大約為480°c。5.2.5. 確定回火保溫時間由于回火保溫時間

15、為480°c、根據(jù)經(jīng)驗公式可知回火保溫時間大 約為11.5h回火后空冷即可。5.2.6. 調(diào)質(zhì)的目的調(diào)質(zhì)使工件具有優(yōu)良的綜合力學性能、即高強度和高韌性的適當 配合、還可提高一定的耐磨性、以保證零件長期順利工作。0 5 0 5 0 5 0 6 5 5 4 4 3 3<u£pii»52201s7 42crmo鋼的淬透性曲線in o o o oh吻 en cm 邊loorr迕700c時的冷卻速度/»>m u7u> o o)<o<b(ain*onwwnrr臞：齟(a).5 6 7, 5 9 12 15 18 2427 364872至

16、水冷峭鉅離(mm)圖8沿末端淬火試樣的長度、圓棒直徑、圓棒內(nèi)不同位置與冷卻速度之間的關系(a)圓棒靜水中淬火(b)圓棒靜油中淬火5.3. 42crmo鋼的感應加熱淬火工藝原理感應加熱淬火加熱速度快、淬火質(zhì)量好、較一般淬火硬度高、得 到極細馬氏體、且淬硬層深度易于控制、易實現(xiàn)機械化和自動化。感應加熱淬火的原理如圖9所示、電磁感應產(chǎn)生同頻率的感應電 流即渦流。渦流在工件截面上的分布是不均勻的、心部幾乎等于零、 而表面電流密度極大、稱為“集膚效應”、頻率愈高、電流密度極大 的表面層愈薄。依靠這種電流和工件本身的電阻、使工件表面迅速加熱到淬火溫度、而心部溫度仍接近室溫、然后立即噴水冷卻、使工件 表面淬

17、硬。圖9感應加熱淬火示意圖5.3.1. 感應加熱淬火加頻率的選擇感應加熱可分為三類：（1）高頻加熱常用頻率為（200300） khz、淬硬層深度為（0.52. 5） mm。（2）中頻加熱常用頻率為（25008000） hz、淬硬層深度為（210） mm。（3）工頻加熱電流頻率為50hz、不需要頻設備、城市用交流電即可、硬層深 度為（1020）酮以上、城市用交流電即。根據(jù)工件尺寸可知、一般硬化層深5=（1020） %較為合適、其中0為工件的有效直徑、0=80酮可得5 &8、所以我們選擇中頻感應加熱表面淬火。5.3.2.淬火加熱溫度的確定加熱溫度及加熱速度是感應加熱的最基本的工藝參數(shù)，它直

18、接決 定鋼的相變過程和淬火后的組織，是提高和穩(wěn)定表面淬火工藝質(zhì)量的重要保證、根據(jù)所要求的性能、可設定溫度t=900°c。5.3.3.淬火冷卻方式的選擇根據(jù)所加工的工件尺寸性能、由42grmo鋼的圖7和圖8、可知 42crmo鋼軋機齒輪軸用油淬火可滿足使用要求。但考慮經(jīng)濟等綜合 因素、且42grmo的淬透性高、易于淬透、在工業(yè)上常用選擇乳化液 作淬火介質(zhì)。5.3.4.感應加熱淬火的目的表面感應加熱淬火是為了使鋼件達到所要求的表面高硬度、高 耐磨性、而心部保持較好的塑性和韌性、且呈現(xiàn)低的缺口敏感性、高的沖擊韌性和疲勞強度、已達到最優(yōu)的使用性能和工藝性能5.4.42crmo鋼的回火工藝理論

19、基礎、原則5. 4.1.回火溫度確定原則42crmo鋼軋機齒軸要有較高的力學性能,在調(diào)質(zhì)、感應加熱淬火加低溫回火后，表面硬度需要達hrc50以上，心部硬度hrg3545 由不同鋼含碳量的硬度與回火溫度關系曲線圖10、可知其在150180°c 回火可滿足使用要求。70圖10不同含碳量鋼硬度與回火溫度關系曲線5.4.2.回火溫度時間確定原則回火時間從工件入爐后爐溫升至回火溫度時間開始計算回火時 間一般為13h、可參考經(jīng)驗公式加以確定：tn=kn+and式中tn-回火時間(min);kn-回火時間基數(shù)；an-回火系數(shù)；d-工件有效厚度(mm) x當回火溫度低于300°c時、kn為

20、120min 和an為1由此工件回火時間為23h。5.4.3.回火的目的42crmo鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、感應加熱淬火和低溫回火后獲得顯微組織表為細馬氏體、殘余奧氏體和碳化物、心部組織為回火索氏體。回火后不僅消除了淬火時產(chǎn)生的殘余應力、降低了脆性、防止變形和開裂、調(diào)整了強度、硬度、塑性和韌性、而且穩(wěn)定了顯微組織和工件尺寸、使其達到了使用 性能和工藝要求。六. 選擇設備、儀表和工夾具6.1. 設備6.1.1. 正火設備本次熱處理根據(jù)工藝參數(shù)溫度可選用中溫箱式電阻爐。rx-45-9 中溫箱式電阻爐：額定電壓45kw，額定電壓380v、額定溫度950°c。 主要由爐殼、爐襯、爐門、傳動機構(gòu)、電熱元件及

21、電氣控制裝置組成。 爐殼由鋼板及型鋼焊接而成、爐襯一般由輕質(zhì)高鋁磚、輕質(zhì)黏土磚、 耐火纖維、保溫磚以及填料組成。電熱元件多為鐵鉻鋁、鎳鉻合金絲 繞成的螺旋體、分別安裝在爐膛側(cè)壁擱磚和爐底上。大型箱式爐還在 爐膛后壁和爐門上安裝電熱元件、使爐膛溫度保持均勻。高中溫爐底 部電熱元件用耐熱鋼爐底板覆蓋、工件置于爐底板上進行加熱。6.1.2. 調(diào)質(zhì)設備。為方便操作也可選擇rx-45-9中溫箱式電阻爐淬火?；鼗饡r選用 井式回火爐6.1.3. 感應加熱淬火設備gc-1205感應淬火電爐。其上限溫度為1205"c。它是由電源、機床、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。6.1.4.回火設備同樣、井式回火爐。6.

22、1.5.淬火設備淬火油槽。6. 2.儀表140-1200°c6.2.1.溫度檢測表熱電偶：鎳鉻一鎳硅(鎳鋁)、溫度范6.2.2.溫度顯示與調(diào)節(jié)儀表ta-091電子調(diào)節(jié)器、規(guī)格參數(shù)：位式+報警、該系列儀表所配 用執(zhí)行器：接觸器、電磁閥、zap (zaj)直行程電機+zm薄膜閥、可 控硅電壓調(diào)整器、df-1伺服放大器+直行程電機+zm薄膜閥、電氣轉(zhuǎn) 換器+zm氣動薄膜閥。6.2.3.數(shù)字式溫度顯示儀表:面板是數(shù)字溫度儀表：ry2312、測量范:0-1300°co6. 3.設計工夾具根據(jù)工藝要求、使用性能及批量和所選用的加熱爐型號、在熱處 理過程中需要使用到一些吊具和工夾具以保證

23、零件的熱處理能夠順利進行6.3.1.夾具圓錐臺的大端有用于螺栓連接的法蘭盤、在圓錐臺錐面中間圓周 上均布若干軸線垂直于錐面的通孔、通孔內(nèi)有一臺階孔。6.3.2.壓板 6.3.3.定位銷頭部是球體、中間是軸、尾部加工一個臺階、臺階的頂部是球6.3.4.彈簧套在定位銷上并一起安裝在夾具體錐面上的通孔內(nèi)七. 42crmo齒軸熱處理質(zhì)量檢驗項目、內(nèi)容及要求7.1.外觀形檢查檢查工件表面有無腐蝕或氧化皮。不得有裂紋及碰傷、表面不得 有銹蝕。7.2.工件變形檢查根據(jù)圖樣技術要求檢查工件的撓曲變形、尺寸及幾何形狀的變化7.3.淬硬層深度檢查感應加熱淬火后應檢查淬硬層深度、42crmo淬硬層深度應在8m 左右

24、?？刹捎糜捕确y量。硬度壓痕應當打在垂直于表面的一條或 多條平行線上、而且寬度為1.5mm區(qū)域內(nèi)、最靠近表面的壓痕中心與 表面的距離為0. 15mm、從表面到各逐次壓痕中心的距離應每次增加01mm。當表面硬化層深度大時、各壓痕中心的距離可以大一些、但在 接近極限硬度區(qū)域附近、仍應保持壓痕中心之間的距離為0.1mm。用 垂直表面橫截面上的硬度變化曲線來確定有效硬化層深度。由繪制的 硬度變化曲線、確定從零件表面到硬度值等于極限硬度的距離、這個 距離就是感應淬火后的有效硬化層深度(有效硬化層深度(ds):是指 從零件表面到維氏硬度等于極限硬度那一層之間的距離。極限硬度(h vhl)：是指零件表面所要

25、求的最低硬度(hvms)乘以系數(shù)、通常hv1試驗力系數(shù)可以選用0.8、也可以選用0.9或者更高。)7.4.硬度檢查在淬火后檢查包括淬硬層表面及心部硬度、一般用洛氏硬度hrc 標尺測量。42crmo鋼在調(diào)質(zhì)，感應淬火、低溫回火后、表面硬度可達hrc50以上、心部硬度可達3545。7.5.金相組織檢查按技術要求及標準行檢查淬硬層的顯微組織：殘留奧氏體數(shù)量、 有無反常組織、心部組織是否粗大及鐵素體是否超出技術要求等、一 般在顯微鏡下放大400倍觀察。八. 42crmo齒輪軸熱處理常見缺陷的預防和補救方法8.1.加熱時常見的缺陷的預防及補救方法(1) .過熱現(xiàn)象及其預防、補救d形成原因及防止措施鋼在加

26、熱過程中、由于加熱溫度過高或保溫時間過長、引起奧氏 體晶粒粗大、即為過熱。防止措施主要是嚴格控制加熱溫度和保溫時 間。2）返修方法可通過重新退火、正火或多次高溫回火來補救。（2）.過燒缺陷及其預防、補救1）形成原因及防止措施鋼加熱時、由于加熱溫度過高、造成晶界氧化或局部熔化的組織 缺陷。防止過燒主要措施也是嚴格控制加熱溫度和加熱時間。2）返修方法工件過燒無法挽救只能報廢。（3）.組織粗大缺陷及其預防、補救1）形成原因及防止措施鋼加熱時、由于加熱溫度過高、形成魏氏體、或者加熱緩慢同樣 奧氏體粗大。預防方法主要是采用適當溫度和冷卻速度。2）返修方法魏氏體可通過雙重正火消除。粗大的奧氏體可通過多次高

27、溫回火 消除。（4）.脫碳和氧化缺陷及其預防、補救1）形成原因及防止措施鋼加熱時、表層的碳與介質(zhì)（或氣氛）中的氧、氫、二氧化碳和水蒸氣發(fā)生化學反應、降低了表層碳濃度成為脫碳。加熱時、鋼表層 的鐵及合金與元素與介質(zhì)（或氣氛）中的氧、二氧化碳、水蒸氣等發(fā) 生反應生成氧化物膜的現(xiàn)象為氧化。防止措施：工件表面涂料、用不銹鋼箔包裝密封加熱、采用鹽浴 加熱、采用保護氣氛加熱等。2）返修方法只能加工前預防。8. 2.調(diào)質(zhì)時常見的缺陷的預防及補救方法<1）.淬火變形與裂紋缺陷及預防、補救d形成原因及防止措施在淬火加熱時零件由于熱應力以及高溫時材料強度降低延性增 加會導致變形。對合金鋼而言、由于其導熱性較

28、差、若加熱速度太快、 不僅零件變形大、甚至有開裂的危險。在冷卻過程中由于熱應力與組 織應力的共同作用、零件常出現(xiàn)變形、有的甚至出現(xiàn)表面裂紋。熱應 力是加熱或冷卻過程中、零件由表面至心部各層的加熱或冷卻速度不 一樣造成的。淬火冷卻過程中零件表面存在的組織應力常為拉應力、 所以其危害最大、它是在冷卻過程中零件由表層至心部各層奧氏體轉(zhuǎn) 變?yōu)轳R氏體先后不一樣造成的。零件淬火后出現(xiàn)變形、開裂、熱處理 工藝不當是重要因素。如加熱溫度過高造成奧氏體晶粒粗大、合金鋼 加熱速度快造成熱應力加大、加熱時工件氧化、脫碳嚴重、以及冷卻 介質(zhì)選擇不當、工件入冷卻介質(zhì)的方式不對等諸因素都會導致工件變 形甚至開裂。但是在正

29、常的淬火工藝下要從材質(zhì)本身及前序冷熱加工 中尋找原因、諸如鋼材內(nèi)在夾雜物含量、化學成份、異常組織等超過 標準要求、淬火之前工件表面存在裂紋、有深的加工刀痕、以及零件 形狀分布不合理等因素都會導致淬火過程中零件變形甚至開裂。防止淬火工藝過程零件變形、開裂的措施：a）正確選材和合理 設計。對于形狀復雜、截面變化大的零件、應選用淬透性好的鋼材、 以便采用較緩和的淬火冷卻方式。在零件結(jié)構(gòu)設計中、應注意熱處理 結(jié)構(gòu)工藝性。b）淬火前進行相應的退火或正火、以細化晶粒并使組 織均勻化、減少淬火內(nèi)應力。c）嚴格控制淬火加熱溫度、防止過熱 缺陷、同時也可減少淬火時的熱應力。d）采用適當?shù)睦鋮s方法、如 雙液淬火、

30、馬氏體分級淬火或貝氏體等溫淬火等。淬火時盡可能使零 件均勻冷卻、對厚薄不均勻的零件、應先將厚大部分淬入介質(zhì)中。薄 件、細長桿和復雜件、可采用夾具或?qū)Ｓ么慊饓捍部刂拼慊饡r的變形。 e）淬火后應立即回火、以消除應力、降低工件的脆性。2）返修方法無法補救。（2）.硬度不足或出現(xiàn)軟點缺陷及其預防、補救1）形成原因及防止措施經(jīng)淬火后零件硬度偏低和出現(xiàn)軟點的主要原因是：亞共析鋼加熱 溫度低或保溫時間不充分、淬火組織中有殘留鐵素體；加熱過程中鋼 件表面發(fā)生氧化、脫碳、淬火后局部生成非馬氏體組織；淬火時、冷 卻速度不足或冷卻不均勻、未全部得到馬氏體組織；淬火介質(zhì)不清潔、 工作表面不干凈、影響了工件的冷卻速度、

31、致使未能全部淬硬。防治措施：為防止淬火后零件硬度偏低最重要的是防止加熱時零 件表面脫碳。其中最有效的辦法是采用鹽浴或可控氣氛或真空加熱。 若在一般空氣電阻爐中加熱、在確保零件燒透及組織轉(zhuǎn)變的前提下力 求盡量縮短加熱時間。2）返修方法回爐重新加熱回火。<3）.回火變形缺陷及其預防、補救形成原因及防止措施由于回火前工件內(nèi)應力不平衡、回火是應力松弛或產(chǎn)生應力重新 分布所致。要避免回火變形、或采用多次校直多次加熱、或采用壓具 回火等<4）.回火脆性缺陷及其預防、補救1）形成原因及防止措施主要原因是由于所選回火溫度不當、或回火冷卻速度不夠（第二 類回火脆性）所致。防止回火脆性的出現(xiàn)應正確選擇

32、回火溫度和冷卻 方式。2）返修方法-旦出現(xiàn)回火脆性、對于第一類回火脆性、只能通過加熱淬火、 令選回火溫度回火：對于第二類回火脆性、可采取重新加熱回火、然 后加速回火冷卻速度的方法消除。8. 3.感應加熱淬火缺陷與預防、補救（1）-表層大量殘余奧氏體缺陷及其預防、補救d形成原因及防止措施淬火溫度過高、奧氏體中碳及合金元素含量較高、降低直接淬火或 重新加熱榨火的溫度。2）返修方法冷處理，高溫回火后、重新加熱淬火。（2）.硬化層過淺或過深缺陷及其防止措施1）形成原因a）頻率選擇不合適。率過高、加熱深度越淺、則硬化層過淺。 反之則硬化層過深。b）加熱單位功率選擇不合適。位功率過高、加熱速度過快、表 面熱量向里傳遞時間短、也會引起加熱深度淺、造成硬化層過；反之 硬化層過深。c）感應器與工件間隙不合適。感應器與工件間隙過小、渦流集中 于表面、加熱深度過淺、則硬化層過淺；反之則硬化層過深。d）加熱時間過短。熱量傳遞不足、加熱深度過