钢的淬火工艺

关于钢的淬火工艺钢的淬火工艺碳钢的淬火加热温度范围亚共析钢淬火加热温度Ac3+30∽50℃合金钢的淬火加热温度稍微高一些，是临界点Ac3以上50~100℃。加热时间：箱式炉：1~2min/mm合金钢适当延长淬火加热温度第2页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺淬火工件的工艺流程淬火清洗回火表面清理（喷砂）检验一般工件：轴类零件及易变形工件：淬火清洗回火表面清理（喷砂）校直去应力处理检验第3页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺淬火前的准备1.校对工件数量、材质及尺寸，并检查工件有无裂纹、磕碰伤、锐边、尖角及锈蚀等影响淬火质量的缺陷；2.根据图样及工艺要求,明确淬火的具体要求,如硬度、局部淬火范围等；3.根据淬火要求，选用合适的工夹具或进行适当的绑扎，在易产生裂纹的部位采取适当的防护措施，如用铁皮及堵孔等；4.表面不允许氧化、脱碳的工件可用专用涂料防护；5.大批工件应作首件或小批量试淬，认可后方可进行批量生产，并在生产过程中经常抽检。第4页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺装炉1.允许不同材质、但具有相同加热温度的工件装入同一炉加热；2.入炉工件均应干燥、无油污及其它脏物；3.截面大小不同的工件装入同一炉时，大件应放在炉镗里面，大、小件分别计算保温时间；4.装炉时必须将工件放在装炉架或炉底板上，用钩子、钳子堆放，不得将工件直接抛入炉内，以免碰伤工件或损坏设备；5.细长件应尽量垂直吊挂加热，以减少变形；6.在炉中加热时，一般单层排列，工件间隙10-30mm，小件允许适当堆放，保温时间酌情增加。第5页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺加热1.加热方式1.1碳钢及合金钢工件，一般可直接装入淬火温度或比规定的淬火高20~30℃的炉中加热；1.2高碳高合金钢及形状复杂的工件应作预热。2.加热温度选择注：一般工件取中间温度，复杂易变形工件要取下限温度；淬水工件取下限温度，淬油工件可取上限温度。钢号加热温度/°C冷却剂淬火后硬度（≥）HRC45820∽850水或盐水5040Cr840∽860油淬或水淬油冷50GCr15830∽850油60Cr12MoV980∽1020油609Cr18Mo(9Cr18MoV)1020∽1050油55钢种淬火温度与淬火后硬度第6页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺加热3.工件的加热时间计算3.1炉中的工件应在规定的加热温度范围内保持适当的时间，保证必要的组织转变的护散。加热时间是指工件装炉合闸通电加热起至出炉的整个过程的时间（含所需升温时间、透热时间、及组织转变所需时间）。3.2加热时间与工件的有效厚度、钢种、装炉方式、装炉量、装炉温度、炉的性能及密封程度等到因素有关。3.3工件的加热时间可按下列公式计算：

T=KαD

第7页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺加热式中T加热时间，min;K工件装炉方式修正系数;α保温时间系数（min/mm）;D工件有效厚度（mm).装炉方式：单层工件有间隔排放，K=1.0；单层工件无间隔排放，K=2.0；料盘堆放装料加热，K=1.1∽1.2；小件散状堆放加热，K=1.3∽1.4。

第8页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺加热

α

保温时间系（min/mm）工件材料直径/mm＜600°C800∽900°C碳素钢≤50＞501.0∽1.21.2∽1.5低合金钢≤50＞501.2∽1.51.5∽1.8高合金钢高速钢0.35∽0.850.65∽0.85第9页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺加热有效厚度D1.圆棒形工件按直径计算;2.扁平工件以厚度计算;3.实心圆锥体按离大端1/3高度处直径计算；4.垫圈类工件，H≤1.5（D-d)/2时，以H为有效厚度。（H工件高度或厚度，D工件外径，d工件内径）；5.套类零件，当H≥1.5（D-d)/2时时，取1.5（D-d)/2为有效厚度，当D/d≥7,而d≤50时，按外径计算；6.阶梯轴或截面有突变的工件，按较大直径或截面计算；7.当工件形状较复杂时，应以工件主要部份有效厚度计算。第10页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺加热4.加热速度对于形状复杂，要求变形小的工件，必须控制加热速度以保证淬火畸变及开裂倾向，一般以30∽70°C/h限速升温到600∽700°C，在均温一段时间后再以50∽100°C/h速度升温。形状简单的中、低碳钢，直径小于400mm的中碳合金结构钢可直接到温入炉加热。第11页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺冷却淬火介质1.水：安全、清洁，对环境无污染，水温对水的冷却能力有强烈的影响，淬火水槽温度应保持在40°C以下。循环、搅动可增加水的冷却效果；2.淬火油：淬火油应具备的性质（1）较高的闪点和燃点，以减少火灾危险；（2）较低的粘度，减少随工件带出的损失；（3）不易氧化，老化缓慢；（4）在珠光体（或贝氏体）转变温度区间有足够的冷却速度。第12页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺冷却淬火油缺陷（1）造成环境污染；（2）安全性差，并存在火灾隐患；（3）随着使用时间延长，油的冷却性变差，出现“老化”现象（4）对油槽经常要保养。淬火油种类（1）全损耗系统用油（机械油），常用10号或22号机械油，使用温度低于80°C以下；分级淬火选用闪点较高的100号机械油；（2）普通淬火油；（3）快速淬火油；（4）光亮淬火油；（5）真空淬火油第13页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺冷却冷却方法（1）.水冷:用于形状简单的碳钢工件,主要是调质件;(2).水淬油冷:用于形状简单的碳钢与大截面低合金钢工件;(3).油冷:合金钢、合金工具钢工件大都采用油冷；（4）.分级冷却;(5).等温冷却.

第14页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺冷却冷却方式：（1）形状复杂的易变形工件，可采用空气预冷或降温预冷后再淬入冷却剂；（2）细长形、圆筒形工件应轴向垂直浸入；（3）圆盘形工件浸入时应使其轴向与介质液面保持水平；（4）薄刃工件应使整个刃口先行同时浸入，薄片件应垂直浸入，大型薄件应快速垂直浸入，速度越快越好，畸变越小；（5）有凹面或不通孔的工件浸入时，凹面及孔的开口端向上，以利于孔附近部位的冷却；（6）长方形带通孔的工件，应垂直斜向淬入，以利孔附近部位的冷却；（7）工件浸入淬火介质后应适当沿淬入方面直线移动，提高工件的冷却速度。第15页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺淬火缺陷

1.淬火畸变与淬火裂纹;

畸变：防止措施,热校直、冷校直、加压回火修正；裂纹：报废。

2.氧化、脱碳与过热、过烧；氧化、脱碳：防止措施,加热保护；过热：防止措施,重新退火再次淬火；过烧：报废。

3.硬度不足；

4.软点：硬度不均；

5.其它组织缺陷第16页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火工艺淬火、回火工艺曲线图

热处理工艺曲线保温临界温度时间温度注：淬火工件在冷至室温应及时清洗及回火，以防止工件开裂和腐蚀。第17页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的回火工艺回火目的：

1.消除淬火时产生的残留内应力，避免变形、开裂，提高材料的塑料和韧性；

2.获得良好的综合力学性能，调整工件的硬度；

3.稳定工件尺寸，使钢的组织在工件使用过程中不发生变化。回火准备工作：

1.工件应清洗干净，不得有污物粘附，检查工件是否有碰伤、裂纹等缺陷；

2.检查设备、仪表运转正常，按要求调好仪表温度。第18页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的回火工艺回火分类

1.低温回火(150~250℃)：消除内应力，稳定组织以得到高硬度与耐磨性；

2.中温回火(350~500℃)：使工件得到好的弹性、韧性及相应的硬度；

3.高温回火(500~650℃)：即调质处理，用以获得较高的力学性能。第19页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的回火工艺回火温度的确定

1.根据工件的材料及技术条件来选定；

2.工件的淬火组织、原材料的冶炼情况、回火设备与仪表的情况都直接影响回火的结果。批量回火件应先少量工件试回火，经检查合格后成批回火，通常淬火温度高、硬度高时，宜选回火温度的上限，反之选下限。回火时间的确定：从工件入炉后炉温升到温度时开始计算。回火时间一般为：1∽3h,回火时间长短与工件有效厚度相关。合金钢应按列表时间增加1/3保温时间。低温回火保温时间应＞2h有效厚度/mm≤2020∽4040∽6060∽8080∽100保温时间/min30∽6060∽9090∽120120∽150150∽180空气炉回火保温时间表第20页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的回火工艺回火温度钢号25∽30HRC30∽35HRC35∽40HRC40∽45HRC45∽50HRC50∽55HRC55∽60HRC≥60HRC备注4555052045038032030018040Cr580510470420340200＜160GCr15680580530480420380270＜180Cr12MoV770710∽740650∽670610∽620560∽580480∽520360∽380180∽200一次硬化9Cr18Mo(9Cr18MoV)550∽580200∽300100∽200回火温度/°C与回火后硬度HRC对应表第21页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的回火工艺回火温度钢号回火温度/°C硬度HBS备注45550∽620200∽28040Cr550∽650200∽280常用调质钢回火温度表第22页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的回火工艺回火后冷却一般工件出炉后应空冷；不允许重新产生内应力的工件应缓冷；对高温回火脆性敏感的钢（工具钢），450∽650°C回火后应油冷。操作注意事项

1.装炉时应尽量将有效厚度相近、回火规范相同的工件同装一炉，便于计算加热时间；

2.工件装、出料筐时，应轻取轻放，防碰伤；

3.工件入炉后，炉温不得超过规定的回火温度，保温期间，应经常查看炉温，保持炉温准确；

4.需多次回火的工件，应每次回火出炉后冷却至室温，才能再进行下一次回火；

5.易变形的细长、薄壁工件装炉时应放平或吊挂，防止变形。

第23页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的回火工艺回火缺陷与预防

1.硬度不合格：炉温不均匀、回火温度规定错误或炉温失控；

2.畸变：加压回火或热校直；

3.回火脆性：重新加热淬火、回火；

4.网状裂纹：淬火后及时回火。第24页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火、回火检验硬度的检验洛氏硬度计、布氏硬度计、维氏硬度计、锉刀硬度检验应符合图纸要求或不能超过下表规定：淬回火件类型表面硬度误差范围单件同一批件＜3535∽50＞50＜3535∽50＞50特殊重要件333555重要件444766一般件655977不同类型淬回火件表面洛氏硬度（HRC）误差范围第25页,共29页，2024年2月25日，星期天钢的淬火、回火检验硬度的检验不同类型淬回火件表面布氏硬度（HBS）误差范围淬回火件类型表面硬度误差范围单件同一批件＜330330∽450＜330330∽450特殊重要件20253045重要件30354565一般件40506080第26页,共29