热处理淬火工艺规范

热处理车间淬火工艺规范

一、调质

1.1 调质定义

为了达到产品的工艺硬度要求，得到回火索氏体，得到良好的强韧性，提高使用性能和寿命，因此曲轴和连杆产品需进行调质处理。调质，即淬火加高温回火，以获得回火索氏体组织，主要用于中碳碳素结构钢或低合金结构钢以获得良好的综合机械性能。

1.1.1 淬火的定义

淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺也称为淬火。

1.1.2 淬火的目的

淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。

1.1.3 回火的定义

回火是工件淬硬后加热到Ac1（加热时珠光体向奥氏体转变的开

始温度）以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。

按回火温度范围，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。

4.1.1低温回火：工件在150~250℃进行的回火。

目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性，回火后得到回火马氏体，指淬火马氏体低温回火时得到的组织。

应用范围：主要应用于各类高碳钢的工具、刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。

4.1.2中温回火：工件在350～500 ℃之间进行的回火。

目的是得到较高的弹性和屈服点，适当的韧性。回火后得到回火屈氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物（或渗碳体）的复相组织。

应用范围：主要用于弹簧、发条、锻模、冲击工具等。

4.1.3高温回火：工件在500~650℃以上进行的回火。

目的是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。回火后得到回火索氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物（包括渗碳体）的复相组织。

应用范围：广泛用于各种较重要的受力结构件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。

1.1.4 回火的目的

回火一般紧接着淬火进行，其目的是：

（a）消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；

（b）调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求；

（c）稳定组织与尺寸，保证精度；

（d）改善和提高加工性能。因此，回火是工件获得所需性能的

最后一道重要工序。通过淬火和回火的相配合，才可以获得所需的力学性能。

二、淬火前的准备

2.1查看正火后产品数量、规格、钢号、图号及检查结果是否符合技术要求，并按要求检查产品表面，不允许有碰伤、裂纹、锈斑、油污等。

2.2为了使炉温准确，工作前应由仪表工用标准热电偶进行炉温校正，并将温差写在测温牌上。

2.3 检查淬火所用的工具是否齐全，设备是否完好，仪器仪表是否都正常。

2.4工件形状复杂的，其中有不需要淬硬的孔眼、尖角或厚度变化大的地方，为了防止变形和淬裂的危险均应采用堵塞或缠绕石棉的方法，使工件各部分加热及冷却温度均匀。

三、淬火工艺

3.1淬火温度

本公司采购的材料大多属于亚共析钢（含碳量在0.0218—0.77%），亚共析钢淬火加热温度为Ac3+30~50℃。常见材料淬火温度如表1。3.2 加热方法

曲轴与连杆调质处理需先升温到640~660℃保温一段时间在升温

到奥氏体化温度范围，保温一段时间。

3.3 保温时间

炉中的工件应在规定的加热温度范围内保持适当的时间，以保证必要的组织转变和扩散。加热与保温时间一共有三部分组成：由零件入炉到达指定工艺温度所需升温时间（τ1）、透热时间（τ2）以及组织转变所需时间（τ3）组成。Τ1+τ2由设备功率、加热介质以及工件尺寸、装炉数量等决定，τ3则与钢材的成分、组织以及热处理技术要求等有关。

常用的经验公式为：τ=α·K·D

式中：τ——加热时间，min；

α——加热时间系数，min/mm；

K——装炉量修正系数；

Ｄ——工件有效厚度，mm。

对于圆柱形工件的有效厚度，但高度大于直径时，可按直径为有效厚度进行计算。具体加热时间系数见表2；装炉量修正系数见表3。

根据经验公式可计算出曲轴的保温时间为120-150分钟。

3.4 加热速度

对于形状复杂，要求畸变形小，或用合金钢制造的大型铸锻件，必须控制加热速度以保证减少淬火畸变及开裂倾向，一般以30~70℃/h限速升温到600~700℃，在均温一段时间后再以50~100℃/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。

3.5 冷却

产品应快速出炉油冷至油温，入油池前必须开动油池搅拌机，淬火时油温保持在50-80℃之间，为了保证产品充分淬火，淬火时产品需在油池中上下、前后左右摇动，保证冷却均匀性。

四、回火工艺

4.1 回火温度

钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为：T=200+k(60-x) 式中：T——回火温度（℃）

x——回火硬度值（HRC）

k——待定系数

常见材料回火温度与硬度表格如表1。

4.2 回火时间

对于中温和高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列经验公式计算：t=aD+b

式中：t——回火保温时间（min）

D——工件有效尺寸（mm）

a——加热系数（min/mm）

b——附加时间，一般为10-20分钟

井式回火电炉（RJJ系列回火电炉）加热系数为1.0-1.5min/mm。

4.3 回火后的冷却

工件回火后即可出炉空冷至室温。