鋼的淬火工藝

關(guān)于鋼的淬火工藝第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝碳鋼的淬火加熱溫度范圍亞共析鋼淬火加熱溫度Ac3+30∽50℃合金鋼的淬火加熱溫度稍微高一些，是臨界點Ac3以上50~100℃。加熱時間：箱式爐：1~2min/mm合金鋼適當(dāng)延長淬火加熱溫度第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝淬火工件的工藝流程淬火清洗回火表面清理（噴砂）檢驗一般工件：軸類零件及易變形工件：淬火清洗回火表面清理（噴砂）校直去應(yīng)力處理檢驗第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝淬火前的準(zhǔn)備1.校對工件數(shù)量、材質(zhì)及尺寸，并檢查工件有無裂紋、磕碰傷、銳邊、尖角及銹蝕等影響淬火質(zhì)量的缺陷；2.根據(jù)圖樣及工藝要求,明確淬火的具體要求,如硬度、局部淬火范圍等；3.根據(jù)淬火要求，選用合適的工夾具或進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕壴?，在易產(chǎn)生裂紋的部位采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，如用鐵皮及堵孔等；4.表面不允許氧化、脫碳的工件可用專用涂料防護(hù)；5.大批工件應(yīng)作首件或小批量試淬，認(rèn)可后方可進(jìn)行批量生產(chǎn)，并在生產(chǎn)過程中經(jīng)常抽檢。第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝裝爐1.允許不同材質(zhì)、但具有相同加熱溫度的工件裝入同一爐加熱；2.入爐工件均應(yīng)干燥、無油污及其它臟物；3.截面大小不同的工件裝入同一爐時，大件應(yīng)放在爐鏜里面，大、小件分別計算保溫時間；4.裝爐時必須將工件放在裝爐架或爐底板上，用鉤子、鉗子堆放，不得將工件直接拋入爐內(nèi)，以免碰傷工件或損壞設(shè)備；5.細(xì)長件應(yīng)盡量垂直吊掛加熱，以減少變形；6.在爐中加熱時，一般單層排列，工件間隙10-30mm，小件允許適當(dāng)堆放，保溫時間酌情增加。第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝加熱1.加熱方式1.1碳鋼及合金鋼工件，一般可直接裝入淬火溫度或比規(guī)定的淬火高20~30℃的爐中加熱；1.2高碳高合金鋼及形狀復(fù)雜的工件應(yīng)作預(yù)熱。2.加熱溫度選擇注：一般工件取中間溫度，復(fù)雜易變形工件要取下限溫度；淬水工件取下限溫度，淬油工件可取上限溫度。鋼號加熱溫度/°C冷卻劑淬火后硬度（≥）HRC45820∽850水或鹽水5040Cr840∽860油淬或水淬油冷50GCr15830∽850油60Cr12MoV980∽1020油609Cr18Mo(9Cr18MoV)1020∽1050油55鋼種淬火溫度與淬火后硬度第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝加熱3.工件的加熱時間計算3.1爐中的工件應(yīng)在規(guī)定的加熱溫度范圍內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臅r間，保證必要的組織轉(zhuǎn)變的護(hù)散。加熱時間是指工件裝爐合閘通電加熱起至出爐的整個過程的時間（含所需升溫時間、透熱時間、及組織轉(zhuǎn)變所需時間）。3.2加熱時間與工件的有效厚度、鋼種、裝爐方式、裝爐量、裝爐溫度、爐的性能及密封程度等到因素有關(guān)。3.3工件的加熱時間可按下列公式計算：

T=KαD

第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝加熱式中T加熱時間，min;K工件裝爐方式修正系數(shù);α保溫時間系數(shù)（min/mm）;D工件有效厚度（mm).裝爐方式：單層工件有間隔排放，K=1.0；單層工件無間隔排放，K=2.0；料盤堆放裝料加熱，K=1.1∽1.2；小件散狀堆放加熱，K=1.3∽1.4。

第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝加熱

α

保溫時間系（min/mm）工件材料直徑/mm＜600°C800∽900°C碳素鋼≤50＞501.0∽1.21.2∽1.5低合金鋼≤50＞501.2∽1.51.5∽1.8高合金鋼高速鋼0.35∽0.850.65∽0.85第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝加熱有效厚度D1.圓棒形工件按直徑計算;2.扁平工件以厚度計算;3.實心圓錐體按離大端1/3高度處直徑計算；4.墊圈類工件，H≤1.5（D-d)/2時，以H為有效厚度。（H工件高度或厚度，D工件外徑，d工件內(nèi)徑）；5.套類零件，當(dāng)H≥1.5（D-d)/2時時，取1.5（D-d)/2為有效厚度，當(dāng)D/d≥7,而d≤50時，按外徑計算；6.階梯軸或截面有突變的工件，按較大直徑或截面計算；7.當(dāng)工件形狀較復(fù)雜時，應(yīng)以工件主要部份有效厚度計算。第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝加熱4.加熱速度對于形狀復(fù)雜，要求變形小的工件，必須控制加熱速度以保證淬火畸變及開裂傾向，一般以30∽70°C/h限速升溫到600∽700°C，在均溫一段時間后再以50∽100°C/h速度升溫。形狀簡單的中、低碳鋼，直徑小于400mm的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼可直接到溫入爐加熱。第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝?yán)鋮s淬火介質(zhì)1.水：安全、清潔，對環(huán)境無污染，水溫對水的冷卻能力有強(qiáng)烈的影響，淬火水槽溫度應(yīng)保持在40°C以下。循環(huán)、攪動可增加水的冷卻效果；2.淬火油：淬火油應(yīng)具備的性質(zhì)（1）較高的閃點和燃點，以減少火災(zāi)危險；（2）較低的粘度，減少隨工件帶出的損失；（3）不易氧化，老化緩慢；（4）在珠光體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間有足夠的冷卻速度。第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝?yán)鋮s淬火油缺陷（1）造成環(huán)境污染；（2）安全性差，并存在火災(zāi)隱患；（3）隨著使用時間延長，油的冷卻性變差，出現(xiàn)“老化”現(xiàn)象（4）對油槽經(jīng)常要保養(yǎng)。淬火油種類（1）全損耗系統(tǒng)用油（機(jī)械油），常用10號或22號機(jī)械油，使用溫度低于80°C以下；分級淬火選用閃點較高的100號機(jī)械油；（2）普通淬火油；（3）快速淬火油；（4）光亮淬火油；（5）真空淬火油第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝?yán)鋮s冷卻方法（1）.水冷:用于形狀簡單的碳鋼工件,主要是調(diào)質(zhì)件;(2).水淬油冷:用于形狀簡單的碳鋼與大截面低合金鋼工件;(3).油冷:合金鋼、合金工具鋼工件大都采用油冷；（4）.分級冷卻;(5).等溫冷卻.

第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝?yán)鋮s冷卻方式：（1）形狀復(fù)雜的易變形工件，可采用空氣預(yù)冷或降溫預(yù)冷后再淬入冷卻劑；（2）細(xì)長形、圓筒形工件應(yīng)軸向垂直浸入；（3）圓盤形工件浸入時應(yīng)使其軸向與介質(zhì)液面保持水平；（4）薄刃工件應(yīng)使整個刃口先行同時浸入，薄片件應(yīng)垂直浸入，大型薄件應(yīng)快速垂直浸入，速度越快越好，畸變越小；（5）有凹面或不通孔的工件浸入時，凹面及孔的開口端向上，以利于孔附近部位的冷卻；（6）長方形帶通孔的工件，應(yīng)垂直斜向淬入，以利孔附近部位的冷卻；（7）工件浸入淬火介質(zhì)后應(yīng)適當(dāng)沿淬入方面直線移動，提高工件的冷卻速度。第十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝淬火缺陷

1.淬火畸變與淬火裂紋;

畸變：防止措施,熱校直、冷校直、加壓回火修正；裂紋：報廢。

2.氧化、脫碳與過熱、過燒；氧化、脫碳：防止措施,加熱保護(hù)；過熱：防止措施,重新退火再次淬火；過燒：報廢。

3.硬度不足；

4.軟點：硬度不均；

5.其它組織缺陷第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火工藝淬火、回火工藝曲線圖

熱處理工藝曲線保溫臨界溫度時間溫度注：淬火工件在冷至室溫應(yīng)及時清洗及回火，以防止工件開裂和腐蝕。第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的回火工藝回火目的：

1.消除淬火時產(chǎn)生的殘留內(nèi)應(yīng)力，避免變形、開裂，提高材料的塑料和韌性；

2.獲得良好的綜合力學(xué)性能，調(diào)整工件的硬度；

3.穩(wěn)定工件尺寸，使鋼的組織在工件使用過程中不發(fā)生變化?；鼗饻?zhǔn)備工作：

1.工件應(yīng)清洗干凈，不得有污物粘附，檢查工件是否有碰傷、裂紋等缺陷；

2.檢查設(shè)備、儀表運轉(zhuǎn)正常，按要求調(diào)好儀表溫度。第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的回火工藝回火分類

1.低溫回火(150~250℃)：消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織以得到高硬度與耐磨性；

2.中溫回火(350~500℃)：使工件得到好的彈性、韌性及相應(yīng)的硬度；

3.高溫回火(500~650℃)：即調(diào)質(zhì)處理，用以獲得較高的力學(xué)性能。第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的回火工藝回火溫度的確定

1.根據(jù)工件的材料及技術(shù)條件來選定；

2.工件的淬火組織、原材料的冶煉情況、回火設(shè)備與儀表的情況都直接影響回火的結(jié)果。批量回火件應(yīng)先少量工件試回火，經(jīng)檢查合格后成批回火，通常淬火溫度高、硬度高時，宜選回火溫度的上限，反之選下限。回火時間的確定：從工件入爐后爐溫升到溫度時開始計算。回火時間一般為：1∽3h,回火時間長短與工件有效厚度相關(guān)。合金鋼應(yīng)按列表時間增加1/3保溫時間。低溫回火保溫時間應(yīng)＞2h有效厚度/mm≤2020∽4040∽6060∽8080∽100保溫時間/min30∽6060∽9090∽120120∽150150∽180空氣爐回火保溫時間表第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的回火工藝回火溫度鋼號25∽30HRC30∽35HRC35∽40HRC40∽45HRC45∽50HRC50∽55HRC55∽60HRC≥60HRC備注4555052045038032030018040Cr580510470420340200＜160GCr15680580530480420380270＜180Cr12MoV770710∽740650∽670610∽620560∽580480∽520360∽380180∽200一次硬化9Cr18Mo(9Cr18MoV)550∽580200∽300100∽200回火溫度/°C與回火后硬度HRC對應(yīng)表第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的回火工藝回火溫度鋼號回火溫度/°C硬度HBS備注45550∽620200∽28040Cr550∽650200∽280常用調(diào)質(zhì)鋼回火溫度表第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的回火工藝回火后冷卻一般工件出爐后應(yīng)空冷；不允許重新產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的工件應(yīng)緩冷；對高溫回火脆性敏感的鋼（工具鋼），450∽650°C回火后應(yīng)油冷。操作注意事項

1.裝爐時應(yīng)盡量將有效厚度相近、回火規(guī)范相同的工件同裝一爐，便于計算加熱時間；

2.工件裝、出料筐時，應(yīng)輕取輕放，防碰傷；

3.工件入爐后，爐溫不得超過規(guī)定的回火溫度，保溫期間，應(yīng)經(jīng)常查看爐溫，保持爐溫準(zhǔn)確；

4.需多次回火的工件，應(yīng)每次回火出爐后冷卻至室溫，才能再進(jìn)行下一次回火；

5.易變形的細(xì)長、薄壁工件裝爐時應(yīng)放平或吊掛，防止變形。

第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的回火工藝回火缺陷與預(yù)防

1.硬度不合格：爐溫不均勻、回火溫度規(guī)定錯誤或爐溫失控；

2.畸變：加壓回火或熱校直；

3.回火脆性：重新加熱淬火、回火；

4.網(wǎng)狀裂紋：淬火后及時回火。第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火、回火檢驗硬度的檢驗洛氏硬度計、布氏硬度計、維氏硬度計、銼刀硬度檢驗應(yīng)符合圖紙要求或不能超過下表規(guī)定：淬回火件類型表面硬度誤差范圍單件同一批件＜3535∽50＞50＜3535∽50＞50特殊重要件333555重要件444766一般件655977不同類型淬回火件表面洛氏硬度（HRC）誤差范圍第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四鋼的淬火、回火檢驗硬度的檢驗不同類型淬回火件表面布氏硬度（HBS）誤差范圍淬回火件類型表面硬度誤差范圍單件同一批件＜330330∽450＜330330∽450特殊重要件20253045重要件30354565一般件40506080