錳鋼篩網加工中,用到淬火熱處理工藝,那麽淬火工藝的原理與過程是怎樣的?
鋼材的淬火是將鋼加熱(rè)到(dào)臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共(gòng)析鋼(gāng))以上溫度,保溫一段時間,使之全(quán)部或部分奧氏體化,然後以大於臨(lín)界冷卻速度快冷到(dào)Ms以下(xià)(或Ms附近等溫)進行(háng)馬(mǎ)氏體(或貝氏體)轉變的熱處理工藝(yì)。
工藝過程:加(jiā)熱、保溫、冷(lěng)卻(què)。
淬火的(de)實質:是過冷奧氏體進行馬氏體或貝(bèi)氏體轉變,得到馬(mǎ)氏體或貝氏體組(zǔ)織。
淬火的目的:
(1)大幅提高鋼的剛(gāng)性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌(rèn)性等,從而滿足各種(zhǒng)機械零件和工具的不同使用要求;
(2)通過淬(cuì)火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。
應用範圍:淬(cuì)火工藝應用最為廣泛,如工具、量具、模具、軸承、彈簧和汽車(chē)、拖拉機、柴油機、切削加工機床、氣動工具、鑽(zuàn)探機械、農機具、石油機械、化工(gōng)機械、紡織機械、飛機等零(líng)件都在使用淬火工藝(yì)。
淬火介質(zhì)
工件(jiàn)進行淬火冷卻所(suǒ)使用的介(jiè)質稱為淬火冷卻介質(或淬火介質)。理想的淬火介質應(yīng)具(jù)備的(de)條件(jiàn)是使工件既(jì)能淬成馬氏體,又不致引起太大的淬(cuì)火應力。
常(cháng)用的淬火介質有水、水(shuǐ)溶(róng)液(yè)、礦物油、熔(róng)鹽、熔堿(jiǎn)等。
水
水(shuǐ)是冷(lěng)卻能力(lì)較強的淬火介質。
優點:來源廣、價格低、成分穩定不易變質。
缺點:冷卻能力(lì)不穩定,易使工件變形或開裂。在C曲(qǔ)線的(de)“鼻子(zǐ)”區(500~600℃左右),水處於蒸汽膜階段(duàn),冷卻(què)不夠快,會形成“軟點”;而在馬氏體轉變溫度(dù)區(100~300℃),水處(chù)於沸騰階段,冷卻(què)太快,易(yì)使馬氏體轉變速度過(guò)快而產生很大的內應(yīng)力,致使工件變形甚至(zhì)開裂。當水溫升高,水中含有較多氣體或水中混入(rù)不溶雜質(如油、肥皂、泥漿等),均(jun1)會顯著降低其冷卻能力。
應用:適用於截麵尺寸不大、形狀簡單的碳素鋼工件的淬火冷卻。
鹽水和堿水
在水中加入適量的食鹽和堿,使高溫工件浸入該(gāi)冷卻介質後,在蒸汽膜階段析出鹽和堿的晶體並立即爆裂(liè),將蒸汽膜破壞,工件表(biǎo)麵的氧化皮也被炸碎,這樣可以提高介質在高溫區的冷卻能力,其缺點是介質的腐蝕性(xìng)大。
應用:一(yī)般情況下,鹽水的(de)濃度為10%,苛性鈉水(shuǐ)溶液的濃度為10%~15%。可用作碳鋼及低合金結構(gòu)鋼工件的淬(cuì)火介質,使用溫度不應超過60℃,淬火後(hòu)應及時清洗並進行防鏽處理。
油
冷卻介質一般(bān)采用(yòng)礦物質油(礦物油),如機油、變(biàn)壓器(qì)油和柴油等。機油一般采用10號、20號、30號機(jī)油,油的號越(yuè)大,黏度越大,閃點越高,冷卻能力越低,使用溫度相應提高。
淬火(huǒ)方式
單液淬(cuì)火
是將奧氏體化工件浸入某一種淬火介質種,一(yī)直冷卻到室溫的淬火操作方法。單液淬火介質有(yǒu)水、鹽水、堿水、油及專門配製的淬火劑等。
優點:操作簡單(dān),有利於(yú)實現機械化和自動化。
缺點:冷速受介質冷卻特性的限製而影響淬火質(zhì)量。
應用:單液淬火對碳素鋼而言,隻適用於形狀(zhuàng)較簡單的工件。
雙液淬火
是將(jiāng)奧氏體化工件先浸入一種(zhǒng)冷卻能力強的介(jiè)質,在鋼件還未達到該淬火介質溫度(dù)之間即(jí)取出,馬(mǎ)上浸入另一種冷卻能力弱的介質中冷卻,如先水後油、先水後空氣(qì)等。雙液(yè)淬火減少變(biàn)形和開裂傾向,操作不好掌握,在應用方麵有一(yī)定的局限性。
馬氏(shì)體(tǐ)分級(jí)淬火
是將奧氏體化工件先浸入溫度稍高(gāo)或(huò)稍低於(yú)鋼的馬氏體點的液態介質(鹽浴或堿浴)中,保持(chí)適當(dāng)的時(shí)間,待鋼件的內、外層都(dōu)達到介質溫度後取出空冷,以(yǐ)獲得(dé)馬氏體(tǐ)組織的淬火工藝,也稱分級淬火。
優點:分級(jí)淬火由於在分級溫度停留到工件內外溫度一致後空冷,所以能有效地減少相變應力和(hé)熱應力,減少淬火變形和開裂(liè)傾向。
應用:適用於對於變形要(yào)求高的合金鋼和高合金鋼工件,也可用於(yú)截麵尺(chǐ)寸不大、形狀複雜的碳素(sù)鋼工件。
貝氏體等(děng)溫(wēn)淬火
是將鋼件奧氏體(tǐ)化,使之快冷到貝氏體轉變溫度區間(260~400℃)等溫保持,使奧氏體轉(zhuǎn)變為貝氏體的淬火工藝,有時也叫等溫淬火,一般保溫時間為30~60min。
複合淬火
將工件急冷至Ms以下獲得(dé)10%~20%馬氏(shì)體,然後在下貝氏體溫度區等溫。這種冷卻方法可使較大截麵的工(gōng)件獲得(dé)M+B組織。預淬時形成的馬氏體可促進貝氏體轉變,在等溫時又使馬氏體回火。複合淬火用於合金工具鋼工件,可避免(miǎn)第(dì)一類回火脆性,減少殘餘奧氏體量即變形開裂傾向。
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