淬火熱處理后硬度不足的原因分析

淬火熱處理后硬度不足的原因分析

在生產(chǎn)過(guò)程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)淬火后硬度不足的情況,這是熱處理淬火過(guò)程中常見的缺陷。硬度不足有時(shí)表現(xiàn)為整個(gè)工件硬度值偏低,有時(shí)是局部硬度不夠或產(chǎn)生軟點(diǎn)。淬火時(shí)硬度不足的原因很多,與材料內(nèi)在的冶金缺陷、選材不當(dāng)、錯(cuò)料;設(shè)計(jì)上的結(jié)構(gòu)工藝性差、加熱工藝、冷卻介質(zhì)、冷卻方法以及回火溫度等都有密切關(guān)系。綜合了一些實(shí)際請(qǐng)總結(jié)出了這么幾點(diǎn)常見的可能因素造成：1、原材料問(wèn)題

(1)原材料選擇不當(dāng)或發(fā)錯(cuò)料。應(yīng)該用高碳鋼或中碳鋼制造的零件而錯(cuò)用成低碳鋼;應(yīng)該用合金工具鋼制造的零件錯(cuò)用成普通高碳鋼。

(2)原材料顯微組織不均勻。如碳化物偏析或聚集現(xiàn)象,鐵素體成大塊狀分布,出現(xiàn)石墨碳,嚴(yán)重的魏氏組織或帶狀組織等。2、加熱工藝問(wèn)題

(1)淬火加熱溫度偏低,保溫時(shí)間不足也是淬火后硬度不足的原因。如亞共析鋼,當(dāng)加熱溫度在AC3與AC1之間時(shí),則因鐵素體未全部溶于奧氏體,淬火后不能得到均勻一致的馬氏體而影響工件硬度。金相分析時(shí)可見未溶鐵素體(2)淬火加熱溫度過(guò)高,保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。對(duì)于工具鋼,當(dāng)鋼的加熱溫度過(guò)高時(shí),大量碳化物溶于奧氏體,大大地增加了奧氏體的穩(wěn)定程度,使馬氏體開始轉(zhuǎn)變點(diǎn)降低,因而淬火后工件中保留大量殘余奧氏體,使淬火后工件的硬度下降。金相分析時(shí),可見未溶的碳化物稀少,殘余奧氏體量明顯多。

(3)淬火加熱時(shí),工件表面脫碳,使表面硬度不足。金相分析時(shí),表面有鐵素體及低碳馬氏體。當(dāng)磨去表面脫碳層后,硬度便達(dá)到要求。工件在一般箱式爐中未加保護(hù)或保護(hù)不良的情況下加熱,或者在脫氧不良的鹽浴爐中加熱,都會(huì)產(chǎn)生氧化脫碳現(xiàn)象。3、冷卻工藝問(wèn)題

(1)淬火介質(zhì)選擇不當(dāng)。例如:應(yīng)該采用淬火或淬堿的工件采用油冷,則會(huì)因?yàn)槔鋮s能力不夠,冷卻速度太慢,在冷卻過(guò)程中奧氏體將發(fā)生珠光體組織轉(zhuǎn)變,而得不到馬氏體,致使工件的硬度值偏低。

(2)淬火介質(zhì)過(guò)于陳舊,如我廠淬火用油,在長(zhǎng)期使用過(guò)程中,碳黑及殘?jiān)�使粘度上�?造成冷卻能力下降,使油老化。油在淬火過(guò)程中不斷發(fā)生氧化、聚合、熱分解、汽化等過(guò)程,導(dǎo)致油的變質(zhì),此外,油內(nèi)水分的增加,也促進(jìn)了油老化變質(zhì)成乳化狀態(tài),至使工件在淬火時(shí),達(dá)不到要求。此時(shí),通過(guò)更新油或過(guò)濾處理原來(lái)的陳油,使淬火硬度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

(3)淬火介質(zhì)溫度過(guò)高,容易出現(xiàn)軟點(diǎn)。如大批零件連續(xù)淬火時(shí),而淬火介質(zhì)又沒(méi)有循環(huán)冷卻系統(tǒng),則淬火介質(zhì)溫度就會(huì)升高,冷卻能力下降,而造成淬不硬的現(xiàn)象。

(4)冷卻時(shí)間控制不當(dāng),主要有以下兩種情況:!雙液淬火時(shí),零件在水中停留時(shí)間過(guò)短,或從水中取出后,在空氣中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)再轉(zhuǎn)入油中冷卻。因工件本身還有較高的溫度,發(fā)生自身回火的現(xiàn)象,而導(dǎo)致硬度偏低。分級(jí)淬火時(shí),在分級(jí)冷卻介質(zhì)中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變,因而硬度不足。

(5)冷卻過(guò)程中,操作不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生軟點(diǎn)。工件在淬火介質(zhì)中沒(méi)有適當(dāng)移動(dòng),致使局部地區(qū)形成蒸汽膜,降低了冷卻速度,得不到均勻一致的馬氏體組織,使工件局部硬度偏低。

(6)除了上述幾點(diǎn)原因外,有時(shí)操作者大意,回火溫度偏高或工件表面有氧化皮、銹斑等污物,使局部冷卻不足,也會(huì)產(chǎn)生硬度不足的現(xiàn)象。4、總結(jié)

解決淬火熱處理中硬度不足的缺陷必須分清原因,采取相應(yīng)對(duì)策加以防止。

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淬火加工中硬度不足的原因及對(duì)策

在生產(chǎn)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)悴火后硬度不足的情況。這是熱處理淬火過(guò)程中常見的缺陷�！坝捕炔蛔恪庇袝r(shí)表現(xiàn)為整個(gè)工件硬度值低，有時(shí)是局部硬度不夠或產(chǎn)生軟點(diǎn)。淬火時(shí)硬度不足的原因很多，與原材料、加熱工藝、冷卻介質(zhì)、冷卻方法，以及回火溫度等等都有密切關(guān)系。一旦生產(chǎn)中出現(xiàn)了這種情況，必須具體地進(jìn)行分析，然后才能針對(duì)向題，正確地加以處理。下面僅就工廠中常出現(xiàn)的情況，談?wù)勎业目捶ā?/p>

1、爐或進(jìn)入冷卻槽方法不當(dāng)?shù)仍�因造成，�?yīng)該修正工藝溫度，檢修校核控溫系統(tǒng)，裝爐時(shí)，工件間隔合理擺放均勻，分散入槽，禁止堆積或成捆入槽冷卻。

2、淬火溫度過(guò)高，這是由工藝設(shè)置溫度不當(dāng)或控溫系統(tǒng)誤差造成，應(yīng)當(dāng)修正工藝溫度，檢修校核控溫系統(tǒng)。

3、過(guò)回火，這是由回火溫度設(shè)置過(guò)高、控溫系統(tǒng)故障誤差或爐溫過(guò)高時(shí)入爐造成，應(yīng)當(dāng)修正工藝溫度，檢修校核控溫系統(tǒng)，不高于設(shè)置爐溫裝入。

4、冷卻不當(dāng)，原因是預(yù)冷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)，淬火介質(zhì)溫度漸高而冷卻性能下降，攪拌不良或出槽溫度過(guò)高等，措施：出爐、入槽等要快；掌握淬火介質(zhì)冷卻特性；油溫60～80℃，水溫30℃以下，當(dāng)淬火量大而使冷卻介質(zhì)升溫時(shí)，應(yīng)添加冷卻淬火介質(zhì)或改用其它冷卻槽冷卻；加強(qiáng)冷卻劑的攪拌；在Ms+50℃時(shí)取出。

5、脫碳，這是由原材料殘留脫碳層或淬火加熱時(shí)造成，預(yù)防措施為可控氣氛加熱，鹽浴加熱，真空爐、箱式爐采用裝箱保護(hù)或使用防氧化涂料；機(jī)加工余量加大2～3mm。

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