钢铁表面淬火的作用是使钢件淬透性提高,并产生一定的韧性。 表面淬火一般有两种 *** :一种是在钢件热处理后,利用机械 *** 使其表层形成奥氏体组织,从而提高钢的强度、硬度、韧性;另一种是将钢材在退火或高温回火后以快速冷却的 *** 使表层组织转变为马氏体等。 对于钢结构产品,表面淬火工艺有很多种,如冷处理(盐浴和水浴法)、热处理(火焰淬火、感应加热等)。
表面淬火对钢的性能影响较大:当表面硬度达到HRC45~55以上时,其耐磨性、耐蚀性和抗疲劳性都有明显提高;表面硬度低于45时,则耐磨性和抗疲劳性都下降。 但表面淬火时,钢材所受应力更大值不超过硬度极限(HRC60~62),当达到这一要求时,钢材强度将下降甚至断裂。 因此在设计和制造汽车钢板等机械零件时必须严格控制表面淬火热度与工艺参数。 对汽车钢件来说,在淬透性较低的情况下,采用较小的表面淬火热度即可达到要求。 但对某些形状复杂的工件来说(如汽车发动机)则应采用合理的几何形状和工艺参数来获得较高的心部硬度。
因此,应根据零件的用途及所使用场合来确定合理的几何形状、表面淬火工艺参数和心部硬度要求。 通常对于不允许淬透和变形较大零件或要求较高零件而采用较小几何形状、较低表面温度(一般为250~350℃)淬透性好的热处理工艺;对于某些要求高而又不易渗碳工件可以进行渗碳处理;对于一些不允许变形但具有一定硬度或形状复杂零件可采用渗氮处理;对于某些需降低心部硬度而又可获得良好使用性能的零件或需提高强度用淬火、调质处理后也可获得良好使用性能。
1、表面淬火
钢件在经过一定的热处理后,一般会存在着许多残余应力(b),当这些残余应力在淬火和回火过程中受到冷却时,就会产生体积膨胀变形和体积收缩的情况。 如果零件淬火之后不进行回火处理,则残余应力就会进一步增加,甚至可能使心部强度不足。 为防止这种现象发生,必须对零件进行表面热处理。 ①淬火前的准备工作:对零件进行初步检查(尺寸、外形、表面状态等); ②进行工件的加热试验:将工件放置在淬火剂中浸以一定时间或一定温度(一般为200~300℃);
2、感应加热加热
[用途]用于轧制中厚钢板,轧制层为中、厚钢板时,可提高钢板的表面质量。 [工艺]将工件放置在感应线圈内,并在感应线圈的周围加入适当的绝缘介质,如绝缘油。 [特点]采用中频电源供电,电流通过大直径的环形铁芯线圈产生交变磁场。 [适用范围]广泛用于轧制中厚钢板、薄板及小规格、高精度零件等,如汽车发动机的曲轴、凸轮轴等。
3、火焰加热
主要用于加工不能淬火的金属,如淬硬层太薄、硬度低,或表面质量差的钢。 主要特点:①加热温度较低,一般为200~400℃。 ②加工范围广,可加工的硬度范围很宽。 ③火焰加热容易实现自动化,但加工过程较复杂。 ④对尺寸精度要求高、质量要求严格的产品或精度要求高的工件可以采用该工艺,但对几何形状复杂的工件以及形状精度要求不高的产品不宜采用此工艺。
4、回火加热
回火加热的主要目的是在钢表面获得一定硬度的铁素体,提高钢件的耐磨性。 钢件经高温回火后,其表层组织可转变为马氏体或奥氏体,从而提高钢的耐磨性,同时也可提高表面硬度。 钢件回火加热时,应根据工件表面情况而定。
5、淬火介质及工件装夹技术。
①冷却介质的选择:一般对钢件表面淬火时,淬火介质可采用盐浴或水浴法,而对钢件表面淬火法较多。 ②工件装夹技术:工件的装配精度和夹持力对于保证表面淬火质量具有重要作用,在采用夹具时还应考虑到工件外形尺寸,选择合适的加工余量和适当的装夹 *** 。
钢铁表面淬火 钢铁为什么要用油淬火