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淬火時硬度不足的因素之解決辦法
1 原材料方面
1.1 原材料選擇不當或發錯料應該用中碳鋼或高碳鋼制造的零件而錯用低碳鋼,應該用合金工具鋼制造的零件而錯用普通高碳鋼都會造成硬度不足或出現軟點。
例一:應當采用45鋼制造的齒輪,其淬火硬度應為60HRC 左右,而錯誤地選擇為25鋼,結果是硬度380HBS左右。
例二:應該用 9Mn2V制造的模具,而錯用成T8鋼,由于9Mn2V與T8鋼的火花較難分 辨,淬火時誤按9Mn2V的淬火工藝淬火,采用油冷,結果硬度只有50HRC左右。
以上兩種情況屬于整體硬度不足。
解決辦法: 1)設計時應選擇合適的材料; 2)加強材料管理,材料進庫前先進行化學分析,然后分類作標記,可以有效避免發錯料; 3)熱處理操作者應當在操作前進行火花分析,以粗略鑒別零件材料是否符合圖紙要求;4)當工件截面較大或工件截面厚薄懸殊時,若采用工具鋼,由于其淬透性不好,會造成大截面處內部硬度偏低現象,此時應改用淬透性好的合金鋼。
1.2 原材料顯微組織不均勻造成局部硬度不足或出現軟點 顯微組織出現如下情況之一:碳化物偏析或聚集現象,如鐵素體聚集、出現石墨、嚴重魏氏體組織等都會出現硬度不足或軟點。
解決辦法:在淬火前進行反復鍛打或預備熱處理 (如正火或均勻化退火)使組織均勻化。
2冷卻工藝問題
2.1 淬火介質選擇不當該用水淬或鹽浴的工件而采用油冷,則因冷卻能力不夠,冷卻速度過慢,在冷卻過程中奧氏體發生向珠光體類型組織轉變 ( A→P ),而得不到馬氏體(M) (特別是在工件芯部),致使工件的硬度偏低,如T 10制作的手錘在油中淬火,硬度只有 45HRC左右,通過金相分析,可見得到的是托氏體組織而不是馬氏體。
解決辦法:必須根據工件材料、形狀大小來選擇恰當的冷卻介質。
2.2 淬火介質溫度的影響在水淬時,大批零件連續淬火,如果沒有循環冷卻系統,則造成水溫上升,冷卻能力下降,會出現淬不硬的現象。在油冷時,開始淬火時由于油的溫度低、流動性差,因而冷卻能力不強,造成淬不硬。
解決辦法:水淬時應采用循環冷卻系統,保持水溫在 20℃左右為宜; 油冷時,特別是開始時應對其適當加熱,使其溫度達到 80℃以上為宜,這就是淬火時常說的“冷水熱油”的道理。
2.3 淬火時介質過于陳舊當含有較多雜質的堿(鹽)浴或水分過少時,易產生淬火軟點。
解決辦法: 應及時更換淬火介質及控制堿(鹽)浴中的水分。
2.4 冷卻時間控制不當當用碳鋼制造開關復雜或截面較大零件時,為防止其變形開裂,采用水淬——油冷。零件在水中停留時間過短或從水中取出后在空氣中停留時間過長再轉入油中,由于零件自身溫度較高,特別是芯部冷卻速度慢,而不能得到均勻完全的馬氏體。
解決方法:恰當控制水冷時間,若用鉗子夾持工件時,當手感覺不到振動時,立即轉入油中; 對于型腔較大模具應將廢料先排除,減小工件厚度,然后再淬火。分級淬火時,在鹽浴中停留時間過長發生貝氏體轉變造成硬度不足。
總之,淬火不足現象經常發生,操作者應根據不同情況,具體分析,找出原因加以可以克服的。