淬火工艺规程

淬火工艺规程
1主题内容与适用范围
本标准规定阀门零件、工具、模具等金属材料的淬火工艺。

本标准的淬火，除指在通常的冷却水、油、空气中淬火之外，还包括热浴中的分级和等温淬火。

适用于阀门零件、工具、模具等金属材料在箱式电阻炉，盐浴炉中淬火。

2技术内容
2.1 淬火的定义
把钢加热到临界点(Ac3或Ac1)以上,使之奥氏体化,保温一定的时间,然后以大于临界冷却速度的冷却速度快速冷却,获得马氏体组织的工艺过程,称为淬火。

2.2 淬火的目的
2.2.1 对于优质结构钢工件,通过淬火与适当的回火配合来满足工件性能要求,如:强度、硬度、塑性及韧性等的不同配合。

2．2．2对于各种碳钢、合金钢及表面热处理或化学热处理的工件，通过淬火得到高硬度的马氏体组织，然后低温回火，用以提高其硬度及耐磨性。

2.3 淬火前的准备
2.3.1 检查工件表面有无裂纹、尖角及锈蚀等影响淬火质量的缺陷。

2．3．2 根据图纸及工艺文件，明确工件淬火的具体要求，如硬度、局部淬火范围等。

1
2.3.3 检查淬火工具、冷却剂是否齐全,有不需要淬硬的孔眼、尖角或厚度变化
较大时,为了防止变形和开裂危险,应采用堵塞或缠绕石棉绳,使工件各部分加热和冷却均匀。

2.3.4 如果工件表面要求不允许有氧化皮和脱碳的现象时,可在盐炉或通有保护气体的炉中加热。

2.3.5 在箱式电炉中加热时,为防止氧化、脱碳现象发生,可将工件加热到200～350℃,然后撒上硼酸粉末,放入炉中加热(加热温度不得超过950℃),也可在工件表面敷以石棉板或生铁屑,使之与空气隔绝;或将工件装入盛有木碳或已用过的铸铁屑的铁箱内,加盖密封。

2.3.6 大批工件(或两件以上),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。

2.3.7 工件淬火硬度不够而返修时,可重新淬火。

重新淬火的原则如下：形状简单的工件，水淬者可不经退火而重新淬一次；油淬者可不经退火而重新淬火两次；形状复杂的工件和精度要求高的工件需进行退火、高温回火或正火处理；高速钢需经退火、消除残余应力后，方可重新淬火。

2.3.8 检查控温仪表是否准确,在连续生产中应经常定时校正温度。

2.4 装炉
2.4.1 允许不同材质,但具有相同加热温度的工件,装入同一炉中加热。

2
2.4.2 入炉工件均应干燥、无油污及其它赃物。

2.4.3 截面大小不同的工件装入同一炉中,大件应放在炉膛里面。

大、小工件分别计算保温时间。

2.4.4 装炉时必须将工件放在装炉架上,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。

2.4.5 细长工件应尽量放在井式炉或盐炉中,垂直吊挂加热,以防止变形。

2.4.6 在箱式炉中加热时,大件一般为单层摆放,工件间隙10～30毫米。

小件允许适当堆放，但保温时间酌情增加。

2.5加热
2.5.1 金属材料加热所需时间包括从室温到炉温仪表指示达到所需温度的升温时间、炉料表面和心部温度均匀(烧透)所需的均热时间以及内外达到温度后为了完成相变(对钢而言是为了实现奥氏体均匀化和碳化物溶解)所需的保温时间三个部分,即T加热=T升温+T均温+T 保温。

2.5.1.1硝盐浴、碱浴应经常捞渣,特别是工件用盐炉加热时,应及
时清除带入的盐渣。

2.5.1.2使用盐浴加热时,一切工件、工夹具等,必须充分干燥。

2.5.1.3使用硝盐的工件、工夹具不准进入淬火盐浴炉。

2.5.2加热方法
3
根据钢号,工件形状及设备条件等情况,可采用下列方法进行。

2.5.2.1 随炉缓慢加热法
此法是碳素钢和一般合金钢大件在箱式电炉中加热, 工件装炉前炉温不超过300～400℃。

2.5.2.2 预热加热法
高合金钢或结构复杂的工件,应作预热。

可以采用550～650℃预一次,而高合金钢(例如Cr12、Cr12Mo和高速钢)可经550～650℃和800～850℃两次预热，其方法有二。

2.5.2.2.1 炉温与预热温度相同,工件放入炉中预热后,随炉逐渐加热至淬火温度。

2.5.2.2.2 工件经预热炉中加热至预热温度后，置于另一淬火炉中加热，淬火
炉的炉温与淬火温度相等或高出10～30℃。

2.5.2.3炉温与淬火温度相近加热法
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温度高20～30℃的炉中加热。

2.5.3 加热温度选择
2.5.
3.1常用钢种淬火温度及技术要求见热处理工艺卡片。

2.5.
3.2 一般工件取中间温度大型工件或箱式炉加热的调质件,可取上限温度,复杂易变形工件, 可取下限温度。

4
2.5.4 保温时间的计算
保温时间与工件的有效厚度、钢种、装炉方式、装炉量、装炉温度、炉子性能及密封程度等因素有关。

2.5.4.1保温时间可按下例公式计算:
T＝K·α·D
式中: T—保温时间;
K—反映装炉情况的修正系数,通常在1.0～1.5范围内选
择;
α—保温系数;
D—工件有效厚度(毫米)
2.5.4.2 表㈠所例为碳钢与合金钢在各种介质中的加热系数(α值)
表㈠碳钢与合金钢在各种介质中的加热系数(α值)
2.5.5有效厚度的确定(原则上也适用于退火和正火)。

a.圆棒形工件,以直径计算;
5
b.扁平工件,以厚度计算(保温系数选取上限);
c.实心圆锥体,按离大端1/3高度处的直径计算;
d.垫圈类工件,H≤1.5[(D-d)÷2]时,以取H为有效厚度;
H----工件的高度或厚度;
D----工件的外径;
d----工件的内径。

e.套类工件,当H≥1.5[(D-d)÷2]时,为有效厚度,当D÷d≥7,而d
≤50时,按外径计算;
f.阶梯轴或截面有突变的工件,按较大直径或较厚截面计算,但其
加热系数宜选用下限,如截面尺寸相差太大时,可按平均直径或平均截面计算;
g.当工件形状较为复杂时,应以工件的主要部分有效厚度计算。

2．6 冷却方法及冷却剂的选择
2.6.1水冷: 用于形状简单的碳钢工件,主要是调质件。

2.6.2 水淬油冷: 用于形状简单的碳钢与大截面低合金钢工件。

2.6.3 油冷: 合金钢、合金工具钢工件大都采用油冷。

高合金钢以及高速钢多采用油淬、硝盐淬或空冷。

2.6.4 分级冷却: 用于合金工具钢及小截面碳素工具钢工件,可减少变形和开裂。

2.6.5 等温冷却: 宜用于要求变形小,韧性高的合金钢工件。

6
2.7 冷却方式及操作注意事项:
a．形状复杂的易变形工件,可采用空气予冷或降温予冷后,再淬入冷却剂。

b. 轴类零件,应垂直淬入冷却剂。

c. 长板状工件,应横向截面淬入冷却剂。

d. 套筒和薄壁圆环类工件,应沿轴向淬入冷却剂。

e. 截面相差很大的工件,应将截面大的部分,先淬入冷却剂。

f. 有凹面的工件, ,应将凹面向上淬入冷却剂。

g.单面有长槽工件,槽口向上,倾斜45°淬入冷却剂。

2.7.1 工件淬火后应及时回火,尤其是合金工具钢、高速钢以及尺寸较大形状复杂的工件,必须立即回火，一般工件其停留时间亦不得超过8小时。

2.7.2工件淬火后可趁热校直,即工件浸入淬火剂后,待温度降低
而未冷却到室温之前校直。

2.7.3碳素钢冷却至150～200℃取出在空气中校直。

2.7.4合金钢及高速钢在油中冷至200～250℃取出在空气中校
直。

2.7.5如工件用等温淬火，则在等温冷却后放在空气中校直。

2.7.6工件淬火并回火以后进行校直时，宜在加热状态下进行校直，其加热温度不得超过回火温度。

2.8 冷却剂在使用时注意事项:
7
2.8.1 净水或5～15%的食盐水,水温不应超过40℃。

通常水温应保持在15～35℃，增高水温能使其冷却能力大大降低。

水—油双液淬火时,水冷时间为3～5毫米/秒。

为了减少与防止工件在冷却时产生软点，冷却水应干净，水中不应有油污和肥皂水存在。

淬火工件在水中要上、下、左、右移动,或将水强力循环。

2.8.2 淬火油的温度通常应保持在20～80℃,油温过高易使油质变浓老化而失去淬火能力。

但已老化的油为使其增加流动性，其温度可提高到100℃。

2.8.3 油池应保持清洁、经常清除盐渣、氧化皮等杂物,使用过久,已老化的油(2～3年)应进行过滤处理或更换新油。

8。