工業淬火熱處理淬火方式方法大匯總
發布時間：2018/5/15 11:28:09 來源:tripofmine.com 瀏覽次數：
上一篇我們就鹽浴熱處理爐的用途及生產注意事項做了詳細介紹和說明。 本篇文章我們簡單的對工業淬火熱處理淬火方式方法大匯總進行描述，作為專業的生產制造廠家江蘇九鼎工業爐科技有限公司，將盡心整理發布各種相關知識，竭誠為您服務。
工業淬火熱處理淬火的方式和方法按不同的標準來進分類的話，還是不少的；用的比較多的有以下幾類：按冷卻方式分為噴液淬火、噴霧冷卻淬火、熱浴淬火、自冷淬火、模壓淬火和預冷淬火；按淬火介質分為水冷淬火、鹽水淬火、油冷淬火、空冷淬火、風冷淬火、氣冷淬火、水溶性聚合物水溶液淬火和雙介質淬火；按淬火后獲得組織分為分級淬火、等溫淬火和亞溫淬火等。
常用淬火方法主要有以下幾種：
(1)單液淬火將奧氏體化后的工件放入單一淬火介質中冷卻的淬火方法，稱為單液淬火。水冷淬火、鹽水淬火、油冷淬火、水溶性聚合物水溶液淬火均屬于單液淬火。單液淬火的淬火介質一般為：碳鋼淬火用水或水溶性聚合物水溶液，合金鋼用油淬，有效厚度小于5mm或硬度要求不高的碳鋼也可在油中冷卻。冷卻時間的計算方法是：水中2~3mm/s，20~ 80℃的油中2~3mm/min。
(2)雙介質淬火雙介質淬火是將工件加熱至奧化體化后，先淬入冷卻能力較強的介質中，在組織即將發生馬氏體轉變時立即轉入冷卻能力弱的介質中冷卻的淬火方法。加熱至奧化體化的工件在一種冷卻能力較強的介質中冷卻，快速繞過奧氏體等溫轉變曲線的“鼻尖”，以抑制奧氏體的分解，在冷到400℃~Ms點區間時，迅速移人另一種冷卻速度較慢的淬火介質中，使奧氏體在緩慢的冷卻過程中完成馬氏體轉變。雙介質淬火可以在保證工件淬硬的同時，有效地減小畸變和防止開裂。最常用的是水（或鹽水）-油、水（或鹽水）-空氣雙介質淬火。
(3)分級淬火。也稱馬氏體分級淬火，是把工件加熱奧氏體化后，浸入溫度稍高于或稍低于Ms點的熱浴中保持適當時間，待工件整體達到介質溫度后，取出空冷，以獲得馬氏體的淬火方法。分級淬火對于減小畸變和防止開裂，比雙介質淬火更有效。
分級淬火的關鍵是分級鹽浴的冷卻速度一定要大于臨界冷卻速度，并能使零件保證獲得足夠的淬硬層深度。不同鋼種在分級淬火時，其臨界直徑不同，但都比水淬和油淬的要小。因此，分級淬火不適用于大截面碳素鋼和低合金鋼工件的淬火。
1)分級淬火加熱溫度。可比正常淬火加熱溫度提高10~20℃，以增加奧氏體的穩定性，防止其分解為珠光體。
2)分級溫度。對于淬透性高的合金鋼，其分級溫度可選擇比Ms點稍高的溫度（Ms+10~30℃），以減小淬火應力。對于要求淬火硬度較高、淬硬層較深的工件應選用較低的分級溫度；截面較大的工件分級溫度應取下限；形狀復雜、畸變要求較嚴格的小型工件應取分級溫度的上限。
3)分級時間。可用以下經驗公式估算分級時間(s)：
分級時間=30+5D
式中D-工件有效厚度(mm)。
截面較小工件的分級時間一般為1～5min。
4)分級淬火冷卻介質。分級淬火冷卻介質一般為堿浴或鹽浴。
對于形狀復雜、畸變要求嚴格的高合金工具鋼，可采用多次分級淬火，如二次分級淬火或三次分級淬火。分級溫度應盡量選擇在過冷奧氏體穩定性較大的溫度區間，以防止發生非馬氏體轉變。
(4)等溫淬火。也稱貝氏體等溫淬火，將奧氏體化后的工件淬入溫度稍高于Ms點的熱浴中，保持足夠的時間，使奧氏體完全轉變為下貝氏體，然后在空氣中冷卻，這種淬火方法叫做等溫淬火。它與分級淬火的不同之處在于，等溫淬火在稍高于Ms點的熱浴中保持時間足夠長，直到奧氏體全部轉變為下貝氏體；而分級淬火時，在熱浴中保持時間僅使其過冷到與熱浴溫度相同的溫度而已，組織轉變是在空氣中進行的。工件經等溫淬火后不但可獲得較高的硬度（共析鋼的硬度約為56～58HRC），還能保持很高的韌性。
1)淬火加熱溫度。等溫淬火的加熱溫度與普通淬火相同。尺寸較大的工件可適當提高加熱溫度，淬透性較差的碳鋼和低合金鋼也可適當提高加熱溫度。
2)等溫溫度。等溫溫度一般為Ms+0～30℃，尺寸較大的工件等溫溫度應取下限，也可將工件淬人溫度較低的分級鹽浴中保持較短時間，然后轉入等溫鹽浴中。
常見鋼材的等溫溫度圖如下：
3)等溫時間。等溫時間（τ）由下式計算：
τ=τ1+τ2+τ3
式中τ1-工件從淬火溫度冷卻到鹽浴溫度所需時間；
τ2-均溫時間；
τ3-從等溫轉變圖上查出來的轉變所需要的時間。
4)冷卻。等溫后一般在空氣中冷卻，以減少淬火應力。
等溫淬火極大地減小了畸變和開裂傾向，工件淬火后具有較高的塑性和韌性。
(5)預冷淬火。預冷淬火是將奧氏體化的工件先在空氣中或其他緩冷介質中預冷到稍高于Ar1或Ar3的溫度，然后再用較快的淬火介質冷卻的淬火方法。與直接淬火相比，預冷淬火降低了工件淬入介質時的溫度，減小了熱應力，從而減小了畸變和開裂傾向。在技術條件許可的情況下，允許危險部位（薄壁、棱角、孔邊等）產生部分非馬氏體組織，然后再整體淬火。
(6)亞溫淬火。亞共析鋼制工件加熱到Ac1~Ac3溫度區間，淬火后獲得馬氏體和鐵素體組織的淬火工藝，稱為亞溫淬火。由于這一區間為奧氏體加鐵素體兩相區，加熱溫度較低，所以奧氏體晶粒度很細，并有少量游離分散的鐵素體。鐵素體的存在，使磷等有害雜質集中于少量游離分散的鐵素體晶粒中，可提高鋼的韌性，降低臨界脆化溫度，抑制回火脆性。鋼中碳含量越低，亞溫淬火效果越明顯。
正確地選擇淬火方法，既能保證工件達到技術要求，又能最大限度地減少畸變和防止開裂，是保證淬火質量的關鍵因素之一。淬火方法的選擇，應根據工件的材料、形狀、大小、技術要求、淬火介質的種類和溫度、操作技能等因素，綜合考慮后確定。單液淬火的優點是操作簡便，有利于實現自動化，適用于低、中碳鋼及低碳、低合金鋼工件；缺點是水淬的工件容易引起畸變和開裂。雙介質淬火適用于中、高碳合金鋼及尺寸較大的工件的淬火，但要求操作者能熟練掌握水中停留的時間。分級淬火適用于形狀復雜、畸變要求嚴格、截面較小的高碳工具鋼及合金工具鋼的工具及模具等。等溫淬火適用于形狀復雜、尺寸不大、硬度較高、變形很小的中高合金工具鋼模具。預冷淬火適用于截面變化較大或形狀復雜易淬裂的工件及合金鋼模具的淬火，但要求操作者能正確確定預冷時間。亞溫淬火適用于低、中碳鋼及低合金結構鋼的淬火。
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