在生產中, 有時(shi)會出現(xian)淬火后硬(ying)(ying)度(du)(du)不(bu)(bu)足(zu)情(qing)況(kuang), 這(zhe)是熱(re)處理淬火過程中常(chang)見的缺(que)陷。”硬(ying)(ying)度(du)(du)不(bu)(bu)足(zu)”有兩種(zhong)表現(xian), 一(yi)(yi)種(zhong)表現(xian)為整個工件硬(ying)(ying)度(du)(du)值低, 另一(yi)(yi)種(zhong)表現(xian)為局部硬(ying)(ying)度(du)(du)不(bu)(bu)夠或(huo)出現(xian)軟點。當出現(xian)硬(ying)(ying)度(du)(du)不(bu)(bu)足(zu)的現(xian)象時(shi), 要用硬(ying)(ying)度(du)(du)試驗或(huo)金相分(fen)析等方(fang)法分(fen)析是哪種(zhong)”硬(ying)(ying)度(du)(du)不(bu)(bu)足(zu)”, 然后從原(yuan)材(cai)料、加熱(re)工藝、冷卻(que)介質、冷卻(que)方(fang)法以及(ji)回火溫度(du)(du)等方(fang)面找(zhao)原(yuan)因, 從而找(zhao)出解決辦(ban)法。

原材料方面

1、原材料選擇不當或發錯料

應(ying)該(gai)用(yong)(yong)(yong)中碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)或高(gao)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)零件而錯(cuo)用(yong)(yong)(yong)低(di)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang), 應(ying)該(gai)用(yong)(yong)(yong)合金(jin)工具鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)零件而錯(cuo)用(yong)(yong)(yong)普(pu)通高(gao)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)都會(hui)造(zao)成硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)不足或出現(xian)軟點。例(li)一: 應(ying)當采用(yong)(yong)(yong)45#鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)齒輪, 其淬(cui)火(huo)(huo)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)應(ying)為 60HRC 左(zuo)右, 而錯(cuo)誤地選擇為 25#鋼(gang)(gang), 結果是硬(ying)(ying)度(du)(du)(du) 380HBS左(zuo)右; 例(li)2: 應(ying)該(gai)用(yong)(yong)(yong) 9M n2V 制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)模具, 而錯(cuo)用(yong)(yong)(yong)成 T 8鋼(gang)(gang), 由于9M n2V 與(yu) T 8 鋼(gang)(gang) 的(de) 火(huo)(huo)花 較(jiao)難 分 辨(bian), 淬(cui) 火(huo)(huo)時 誤 按9M n2V 的(de)淬(cui)火(huo)(huo)工藝淬(cui)火(huo)(huo), 采用(yong)(yong)(yong)油冷, 結果硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)只(zhi)有50HRC左(zuo)右。以上兩種(zhong)情況屬于整(zheng)體硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)不足, 可以用(yong)(yong)(yong)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)試驗(yan)或金(jin)相試驗(yan)來判定。

解決辦法: 設計時應(ying)選擇合適的材(cai)料(liao)(liao); 加強材(cai)料(liao)(liao)管理, 材(cai)料(liao)(liao)進庫(ku)前(qian)先進行化學分析, 然后分類作標(biao)記, 可以(yi)有效避免發錯(cuo)料(liao)(liao); 熱處理操作者應(ying)當(dang)在操作前(qian)進行火(huo)花分析, 以(yi)粗(cu)略鑒別零件(jian)材(cai)料(liao)(liao)是否符合圖紙要求(qiu); 當(dang)工(gong)件(jian)截(jie)面較大或工(gong)件(jian)截(jie)面厚(hou)薄(bo)懸(xuan)殊時, 若采(cai)用工(gong)具鋼, 由于其淬(cui)透(tou)性不(bu)好(hao), 會造成大截(jie)面處內部硬度偏低(di)現象, 此時應(ying)改用淬(cui)透(tou)性好(hao)的合金鋼。

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(xian)微組織(zhi)出(chu)現如(ru)下情況之(zhi)一: 碳化物偏(pian)析或聚(ju)集現象, 如(ru)鐵素體聚(ju)集、出(chu)現石墨、嚴重魏氏體組織(zhi)等都(dou)會(hui)出(chu)現硬度不足或軟點。

解決(jue)辦法: 在(zai)淬火(huo)前進行反(fan)復(fu)鍛(duan)打或預備熱處理 (如正火(huo)或均勻化退火(huo) )使(shi)組(zu)織均勻化。

加熱工藝方面

1、淬火(huo)加熱溫度低(di), 保溫時(shi)間不足

如(ru)亞(ya)共析(xi)鋼(gang), 當加熱(re)溫(wen)度在 Ac3與 Ac1之間(jian)(例(li)如(ru) 25#鋼(gang)淬火加熱(re)溫(wen)度低于 860e) 時, 因(yin)鐵(tie)素(su)體未(wei)完全(quan)溶入奧氏(shi)體, 淬火后不能(neng)(neng)得到均(jun)勻(yun)一致(zhi)的馬氏(shi)體, 得到的是鐵(tie)素(su)體和馬氏(shi)體, 影響(xiang)工(gong)件硬度。從(cong)金(jin)相分析(xi)可見未(wei)溶鐵(tie)素(su)體 (如(ru)圖 3所示(shi) )。對于高碳鋼(gang), 特別是高合(he)金(jin)鋼(gang), 如(ru)果加熱(re)或保溫(wen)時間(jian)不足會造(zao)成珠光(guang)體不能(neng)(neng)向奧氏(shi)體轉(zhuan)變, 而得不到馬氏(shi)體。在實際生(sheng)產中, 上述情(qing)況常常是由于儀表指示(shi)出現偏(pian)差 (指示(shi)溫(wen)度偏(pian)高 )或爐溫(wen)不均(jun)勻(yun), 使工(gong)件實際溫(wen)度偏(pian)低; 對工(gong)件厚度估計錯誤, 引起保溫(wen)時間(jian)過短。

解決辦法:控(kong)制(zhi)好(hao)加熱速度(du), 避免(mian)加熱速度(du)過快, 造成爐(lu)溫不均勻, 同時(shi)會造成過早保溫計時(shi), 使保溫時(shi)間不足;經常檢查溫度(du)指示儀表是否完好(hao)準確(que), 避免(mian)出現(xian)指示儀表顯示到(dao)達溫度(du), 而實際(ji)溫度(du)不足的現(xian)象(xiang); 嚴格按材料手冊確(que)定淬(cui)火(huo)加熱速度(du)、加熱溫度(du), 防止(zhi)淬(cui)火(huo)溫度(du)偏(pian)低或偏(pian)高(gao); 正(zheng)確(que)估算(suan)材料厚度(du), 特別是異形件(jian)。

2、淬火加熱溫度(du)過高, 保(bao)溫時間(jian)過長(chang)

對(dui)于(yu)(yu)工具(ju)鋼 (例(li)如 T8鋼 ), 當(dang)其淬火(huo)加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度在780e 時(shi)(shi)(shi)得(de)到(dao)的(de)(de)(de)是奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)和碳(tan)化物( Fe3C ), 此(ci)時(shi)(shi)(shi)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)溶碳(tan)量(liang)稍(shao)高(gao)(gao)于(yu)(yu) 0. 77%, 冷卻后奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變為(wei)馬氏體(ti)(ti)。如果加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度過(guo)高(gao)(gao)或(huo)保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間過(guo)長, 會(hui)造(zao)成碳(tan)化物 ( Fe3C )中的(de)(de)(de)碳(tan)大量(liang)溶入奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti), 造(zao)成奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)溶碳(tan)量(liang)偏高(gao)(gao), 同(tong)時(shi)(shi)(shi)大大增(zeng)加(jia)(jia)其穩(wen)定性(xing), 使奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)向(xiang)馬氏體(ti)(ti) ( AyM ) 轉(zhuan)變, 溫(wen)(wen)度開始(shi)下降(jiang), 因(yin)而淬火(huo)后工件中保留了大量(liang)的(de)(de)(de)殘(can)余(yu)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti) (Ac), 得(de)到(dao)的(de)(de)(de)組織(zhi)為(wei) M +Ac, 由于(yu)(yu)殘(can)余(yu)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)具(ju)有奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)性(xing)能(neng), 即(ji)硬度低, 因(yin)此(ci)造(zao)成淬火(huo)后硬度下降(jiang)。加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度及回火(huo)溫(wen)(wen)度對(dui)殘(can)余(yu)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)含量(liang)的(de)(de)(de)影響 )。

解決辦法: 嚴格控(kong)制(zhi)淬火加(jia)熱(re)溫度(du)及保溫時(shi)間, 防止(zhi)過多(duo)的碳溶入奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti) ( A), 控(kong)制(zhi)加(jia)熱(re)溫度(du)更為重要; 降(jiang)低淬火冷卻速度(du), 或(huo)采(cai)用分級淬火, 使過冷奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)充(chong)分向(xiang)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變; 采(cai)用冷處理, 使殘余奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)向(xiang)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變; 采(cai)用高溫回火, 減少殘余奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti), 硬度(du)反而會增加(jia)。

3、淬火加熱時, 工件表(biao)面(mian)脫碳

45#鋼淬(cui)火后, 通過金(jin)相分析, 其表面(mian)(mian)(mian)為(wei)鐵素體(ti)和低碳(tan)馬氏體(ti), 而磨除表面(mian)(mian)(mian)脫碳(tan)層后, 硬(ying)度(du)符合要求, 這種情況經常出現在(zai)箱式(shi)爐中未加(jia)保護(hu)或(huo)(huo)保護(hu)不良(liang), 或(huo)(huo)在(zai)脫氧(yang)不良(liang)的鹽(yan)浴中加(jia)熱, 造成氧(yang)與(yu)工件中的碳(tan)原子反應生成 CO, 使工件表面(mian)(mian)(mian)含(han)碳(tan)量下(xia)降, 至(zhi)使其表面(mian)(mian)(mian)硬(ying)度(du)不足(zu)。

解(jie)決辦法: 采用(yong)(yong)有保(bao)護(hu)氣氛的(de)無氧(yang)(yang)化(hua)加熱爐,如用(yong)(yong)酒精、甲醇(chun)裂(lie)解(jie)的(de)保(bao)護(hu)氣氛等方法; 采用(yong)(yong)真空加熱淬火; 對(dui)于一般箱(xiang)式爐可應用(yong)(yong)生鐵屑或(huo)木炭裝(zhuang)箱(xiang)密封; 工(gong)件(jian)表面涂(tu)(tu)防(fang)氧(yang)(yang)化(hua)涂(tu)(tu)料; 爐內放(fang)木炭; 工(gong)件(jian)涂(tu)(tu)硼酸、酒精溶(rong)液(ye)后再(zai)加熱。

冷卻工藝問題

1、淬火介質(zhi)選擇不當(dang)

該用(yong)水淬或鹽浴的工(gong)件而(er)采用(yong)油冷(leng), 則因冷(leng)卻(que)(que)能力不(bu)(bu)夠(gou), 冷(leng)卻(que)(que)速度過慢(man), 在冷(leng)卻(que)(que)過程(cheng)中奧氏(shi)體發生(sheng)向珠光體類型組織轉(zhuan)變 ( AyP ) , 而(er)得不(bu)(bu)到馬氏(shi)體( M ) ( 特別是在工(gong)件芯部 ) , 致使工(gong)件的硬(ying)(ying)度偏低, 如T 10制作的手錘(chui)在油中淬火, 硬(ying)(ying)度只有(you) 45HRC 左右,通過金(jin)相分析, 可見(jian)得到的是托氏(shi)體組織而(er)不(bu)(bu)是馬氏(shi)體。

解(jie)決辦法: 必須根據工件材(cai)料、形(xing)狀大小來(lai)選擇(ze)恰(qia)當的冷卻介質。

2、淬火介質溫度的影(ying)響

在(zai)水(shui)淬(cui)(cui)(cui)時, 大批(pi)零件連續(xu)淬(cui)(cui)(cui)火, 如(ru)果沒有循(xun)環冷卻系(xi)統, 則造成水(shui)溫上升, 冷卻能力(li)下降(jiang)。會出現(xian)淬(cui)(cui)(cui)不硬的現(xian)象(xiang)。在(zai)油冷時, 開始淬(cui)(cui)(cui)火時由于油的溫度低、流動性差, 因而冷卻能力(li)不強, 造成淬(cui)(cui)(cui)不硬。

解決辦(ban)法: 水淬時(shi)(shi)應(ying)采用(yong)循環冷(leng)卻系(xi)統, 保持(chi)水溫在 20e 左(zuo)右為(wei)宜(yi); 油(you)冷(leng)時(shi)(shi), 特別是開(kai)始(shi)時(shi)(shi)應(ying)對(dui)其(qi)適當加熱(re), 使其(qi)溫度達到 80e 以上(shang)為(wei)宜(yi), 這就(jiu)是淬火時(shi)(shi)常說(shuo)的(de)” 冷(leng)水熱(re)油(you) ”的(de)道理。

3、淬火時介質過于陳(chen)舊(jiu)

當含有(you)較多(duo)雜質的堿(jian) (鹽 )浴(yu)或水分過少時, 易產生淬火軟(ruan)點。

解決(jue)辦法(fa): 應及(ji)時更換淬火(huo)介質(zhi)及(ji)控制堿(jian) (鹽(yan) )浴中的水分。

4、冷卻時間控制不(bu)當

當用碳(tan)鋼制造(zao)開關復(fu)雜或截面較大零件時(shi), 為防止其(qi)變形開裂(lie), 采(cai)用水淬))) 油冷。零件在水中(zhong)停留時(shi)間過短或從水中(zhong)取出后在空氣中(zhong)停留時(shi)間過長再轉(zhuan)入油中(zhong), 由(you)于零件自身溫度(du)較高, 特別是芯部冷卻速度(du)慢, 而(er)不能得到均勻完(wan)全(quan)的馬氏體。

解決方法: 恰當(dang)控制水冷(leng)時(shi)(shi)(shi)(shi)間, 若(ruo)用鉗子夾持(chi)工(gong)件時(shi)(shi)(shi)(shi), 當(dang)手感(gan)覺不(bu)到振(zhen)動時(shi)(shi)(shi)(shi), 立即轉(zhuan)入油中; 對于(yu)型腔較大模(mo)具應將廢料先排除, 減小(xiao)工(gong)件厚度, 然后再淬火。分級淬火時(shi)(shi)(shi)(shi), 在鹽浴中停留時(shi)(shi)(shi)(shi)間過長發生(sheng)貝(bei)氏體轉(zhuan)變造成(cheng)硬度不(bu)足。

總之, 淬火不(bu)足現象經常發(fa)生, 操作(zuo)者(zhe)應(ying)根據(ju)不(bu)同情(qing)況, 具體(ti)分(fen)析, 找出原因加以可(ke)以克服(fu)的。