热处理、淬火时硬度不足的解决方案

在生产中, 淬火后有时硬度不足， 这是热处理淬火过程中常见的缺陷。硬度不足有两种表现， 整个工件的硬度值较低， 另一种表现是局部硬度不足或软点。硬度不足时， 用硬度试验或金相分析来分析哪种硬度不足， 然后从原材料、加热工艺、冷却介质、冷却方法、回火温度等方面找出原因， 找出解决办法。 1.原材料 1. 1 原材料选择不当或材料选择错误 低碳钢应由中碳钢或高碳钢制成， 普通高碳钢应使用合金工具钢制成的零件，会造成硬度不足或软点。例一: 45#钢制成的齿轮， 淬火硬度应为 60HRC 左右, 而错误的选择是 25#钢, 结果是硬度 380HBS左右; 例2: 应该用 9M n2V 制造模具， 而错用成 T 8钢, 由于9M n2V 与 T 8 钢 的 火花 较难 分 辨, 淬 火时 误 按9M n2V 淬火工艺， 采用油冷, 硬度只有50HRC左右。以上两种情况属于整体硬度不足， 硬度试验或金相试验可用于判断。 解决办法: 1 设计时应选择合适的材料； o加强材料管理， 材料进入仓库前进行化学分析， 然后分类 作标记 , 能有效避免发错材料； 操作前应对热处理操作人员进行火花分析， 粗略识别零件材料是否符合图纸要求； 当工件截面较大或工件截面较厚时， 若采用工具钢， 由于淬透性差， 会导致大截面内部硬度低， 此时应改用淬透性好的合金钢。 1. 2 原料显微组织不均匀导致局部硬度不足或软点 显微组织出现以下情况之一： 碳化物偏析或聚集， 铁素体聚集、石墨出现、魏氏体组织严重等都会出现硬度不足或软点。 解决办法: 淬火前反复锻造或准备热处理 (如正火或均匀退火 )均匀化组织。 2.加热工艺 2. 1 淬火加热温度低， 保温时间不足 如亚分析钢， 加热温度在 Ac3与 Ac1之间(例如 钢淬火加热温度低于25# 860e) 时, 奥氏体没有完全溶解铁素体， 淬火后不能得到均匀的马氏体， 铁素体和马氏体， 影响工件硬度。从金相分析可以看出未溶铁素体 (如图 3所示 )。从金相分析可以看出未溶铁素体 (如图 3所示 )。对高碳钢， 特别是高合金钢， 若加热或保温时间不足，珠光体无法转化为奥氏体， 没有马氏体。在实际生产中， 上述情况通常是由于仪表指示的偏差 (指示温度过高 )或炉温不均匀， 工件实际温度较低； 工件厚度估计错误， 保温时间过短。 解决办法: 1 控制加热速度， 避免加热速度过快， 炉温不均匀， 同时会造成过早的保温计时， 保温时间不足； o经常检查温度指示仪是否完好准确。 避免指示仪表达到温度， 实际温度不足； 淬火加热速度和加热温度严格按照材料手册确定， 防止淬火温度低或高； 正确估计材料厚度， 特别是异形件。 2. 2 淬火加热温度过高， 保温时间过长 对于工具钢 (例如 T8钢 ), 淬火加热温度为780e 奥氏体和碳化物总是获得的( Fe3C ), 此时奥氏体溶碳量略高于奥氏体溶碳量 0. 77%, 奥氏体冷却后转化为马氏体。若加热温度过高或保温时间过长， 碳化物碳化物 ( Fe3C )大量的碳溶入奥氏体， 奥氏体溶碳量高， 同时，其稳定性大大提高， 奥氏体向马氏体 ( AyM ) 转变, 温度开始下降， 因此，淬火后工件中保留了大量残留的奥氏体 (Ac), 获得的组织是 M Ac, 由于残余奥氏体具有奥氏体性能， 即硬度低, 因此，淬火后硬度下降。加热温度和回火温度对残余奥氏体含量的影响 (见图 所示 )。 加热温度和回火温度对残余奥氏体含量的影响 解决办法: 1 严格控制淬火加热温度和保温时间， 防止过多的碳溶入奥氏体 ( A), 控制加热温度更为重要； o降低淬火冷却速度， 或分级淬火， 将过冷奥氏体完全转化为马氏体； 采用冷处理， 将残余奥氏体转化为马氏体； 采用高温回火， 减少残余奥氏体， 硬度会增加。 2. 3 淬火加热时， 工件表面脱碳 45#钢淬火后， 通过金相分析， 其表面为铁素体和低碳马氏体， 表面脱碳层磨掉后， 硬度符合要求， 这种情况经常发生在箱式炉中，没有保护或保护不良。 或在脱氧不良的盐浴中加热， 氧与工件中的碳原子发生反应 CO, 降低工件表面的碳含量， 表面硬度不足。 解决办法: 1 采用酒精、甲醇裂解等保护气氛的无氧化加热炉； o真空加热淬火； 一般箱式炉可采用生铁屑或木炭装箱密封； 防氧化涂料涂在工件表面； 将木炭放入炉内； 将硼酸和酒精溶液涂酒精溶液。 3.冷却工艺问题 3. 1 淬火介质选择不当 水淬或盐浴工件采用油冷， 由于冷却能力不足， 冷却速度太慢， 奥氏体在冷却过程中转化为珠光体类型组织 ( AyP ) , 没有马氏体( M ) ( 特别是在工件芯部 ) , 工件硬度低， 如T 手锤在油中淬火， 硬度只有 45HRC 通过金相分析， 托氏体组织而不是马氏体是可见的。 解决办法: 必须根据工件材料、形状和尺寸选择合适的冷却介质。 解决办法: 必须根据工件材料、形状和尺寸选择合适的冷却介质。 3. 2 淬火介质温度的影响 在水淬时, 大量零件连续淬火， 若无循环冷却系统， 水温升高， 冷却能力下降。会出现淬不硬的现象。在油冷时, 开始淬火时，由于油温低，流动性差， 因此，冷却能力不强， 导致淬不硬。 解决办法: 循环冷却系统应用于水淬， 保持水温在 20e 左右为宜; 油冷时, 特别是开始时应适当加热， 使其温度达到 80e 以上为宜, 这就是淬火常说的。 冷水热油 ”的道理。 3. 3 淬火时介质过于陈旧 含杂质较多的碱 (盐 )浴或水分过少时， 淬火软点容易产生。 解决办法: 及时更换淬火介质，控制碱 (盐 )浴中的水。 3. 4 冷却时间控制不当 用碳钢制造开关复杂或截面较大的零件时， 为防止其变形开裂， 采用水淬))) 油冷。零件在水中停留时间过短或从水中取出后在空气中停留时间过长，然后转入油中。 由于零件本身温度较高， 特别是芯冷却速度慢， 不能得到均匀完整的马氏体。 解决方法: 适当控制水冷时间， 用钳子夹住工件时， 当手感觉不到振动时， 立即转入油中； 型腔较大的模具应先排除废料， 减小工件厚度， 然后淬火。分级淬火时， 在盐浴中停留时间过长，贝氏体转变导致硬度不足。 总之, 淬火不足经常发生， 操作人员应根据不同的情况， 具体分析, 找出可以克服的原因。 免费获取好的信息 长按下码，注意 化工设备人 【 我有什么 】中的子菜单【 免费资料 】进行了解 点击图片查看目录