淬火加熱的案例
加熱爐與淬火裂紋
加熱爐與淬火裂紋
淬火裂紋與加熱爐的種類(lèi)有很大關(guān)系，最不易引起淬火裂紋的是真空爐。以下按產(chǎn)生淬火裂紋難易程度次序排列為：真空爐、電爐、鹽浴爐和燃燒爐。重油爐及液化石油氣爐等最容易引起淬火裂紋。眾所周知，真空爐是輻射加熱，所以沒(méi)有氧化、脫碳，過(guò)熱發(fā)生幾率非常低，處理后的表面也不粗糙，因此是不易發(fā)生淬火裂紋的加熱爐。電爐的溫度分布比較均勻，且不易出現(xiàn)氧化、脫碳等表面粗糙缺陷，所以淬火裂紋發(fā)生得少。以重油和液化石油氣為燃料的燃燒爐，是用火焰直接加熱的，所以直接接觸火焰的地方往往容易發(fā)生過(guò)熱，特別是為節(jié)約能源使用空氣過(guò)剩火焰(氧化焰) , 更易因氧化、脫碳引起桔皮狀缺陷，因此是淬火裂紋發(fā)生率高的爐子。
展開(kāi) 立式支承輥感應(yīng)加熱差溫淬火機(jī)床的設(shè)計(jì)及應(yīng)用
（2）支承輥的生產(chǎn)能力 5套爐體規(guī)格為GT-φ1000、GT-φ1150、GT-φ1320、GT-φ1500、GT-φ1700，可以適應(yīng)輥身直徑為φ800~1680 mm，輥身長(zhǎng)度為2050 mm、質(zhì)量為60 t以?xún)?nèi)的支承輥進(jìn)行加熱工作。
以質(zhì)量為20 t支承輥為例。加熱方式比較：常規(guī)差溫爐是靠爐溫從工件表面內(nèi)部導(dǎo)熱，感應(yīng)加熱直接作用在一個(gè)加熱層，再向內(nèi)部導(dǎo)熱。立式感應(yīng)加熱淬火機(jī)床每天每班平均生產(chǎn)2支，1年按225天計(jì)算，年生產(chǎn)能力為2×225×20=9000（t）。常規(guī)差溫爐每天每班生產(chǎn)1.5支，年生產(chǎn)能力為1.5×225×20=6750（t）。所以感應(yīng)加熱要比常規(guī)差溫爐加熱用時(shí)少，生產(chǎn)能力高。
（3）淬硬層深度及硬度曲線(xiàn)對(duì)比
圖3所示的是支承輥淬火完成后，在輥身的端面向下切削10mm，采用HG-141軋輥專(zhuān)用硬度計(jì)打點(diǎn)測(cè)量硬度，采用500-144數(shù)顯卡尺測(cè)量淬硬層深度，以測(cè)得數(shù)據(jù)鏈而形成的坐標(biāo)圖。
測(cè)得支承輥的表面硬度和有效淬硬層深度如表1所示。結(jié)合JB/T 4120—2006《大型鍛造合金鋼支承輥》可以看出，支承輥感應(yīng)加熱淬火機(jī)床生產(chǎn)支承輥淬硬層深度和硬度均達(dá)到并超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，并且過(guò)渡層很深，完全符合支承輥的使用性能。
展開(kāi) 消失模鑄造日益火熱，詳細(xì)解析模型制作、振動(dòng)問(wèn)題、涂料使用、澆注四大關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)
淬火加熱溫度過(guò)高產(chǎn)生過(guò)熱或過(guò)燒。淬火后回火不及時(shí)或回火保溫時(shí)間不足。返修淬火加熱時(shí)，未經(jīng)中間退火而再次加熱淬火。熱處理的，磨削工藝不當(dāng)。熱處理后電火花加工時(shí)，硬化層中存在有高的拉伸應(yīng)力和顯微裂紋。
（2）預(yù)防措施
嚴(yán)格控制模具原材料的內(nèi)在質(zhì)量，改進(jìn)鍛造和球化退火工藝，消除網(wǎng)狀、帶狀、鏈狀碳化物，改善球化組織的均勻性。在機(jī)械加工后或冷塑變形后的模具應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火（>600℃）后再進(jìn)行加熱淬火。對(duì)形狀復(fù)雜的模具應(yīng)采用石棉堵塞螺紋孔，包扎危險(xiǎn)截面和薄壁處，并采用分級(jí)淬火或等溫淬火。
返修或翻新模具時(shí)需進(jìn)行退火或高溫回火。在淬火加熱時(shí)應(yīng)采取預(yù)熱，冷卻時(shí)采取預(yù)冷措施，并選擇合適淬火介質(zhì)。應(yīng)嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和時(shí)間，防止模具過(guò)熱和過(guò)燒。
模具淬火后應(yīng)及時(shí)回火，保溫時(shí)間要充分，高合金復(fù)雜模具應(yīng)回火2-3次。選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪。改進(jìn)模具電火花加工工藝，并進(jìn)行去應(yīng)力回火。
4.模具淬火后組織粗大
模具淬火后組織粗大，將嚴(yán)重影響模具的力學(xué)性能，使用時(shí)將會(huì)使模具產(chǎn)生斷裂，嚴(yán)重影響模具的使用壽命。
（1）產(chǎn)生的原因
模具鋼材混淆，實(shí)際鋼材淬火溫度遠(yuǎn)低于要求模具材料的淬火溫度（如把GCr15鋼當(dāng)成3Cr2W8V鋼）。鋼淬火前未進(jìn)行正確的球化處理工藝，球化組織不良。淬火加熱溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。在爐中放置位置不當(dāng)，在靠近電極或加熱元件區(qū)易產(chǎn)生過(guò)熱。對(duì)截面變化較大的模具，淬火加熱工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，在薄截面和尖角處產(chǎn)生過(guò)熱。
（2）預(yù)防措施
鋼材入庫(kù)前應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)，嚴(yán)防鋼材混淆亂放。模具淬火前應(yīng)進(jìn)行正確的鍛造和球化退火，以確保良好的球化組織。正確制定模具淬火加熱工藝規(guī)范，嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間。定期檢測(cè)和校正測(cè)溫儀表，保證儀表正常工作。
展開(kāi) DEFORM利用邊界元法模擬感應(yīng)加熱+淬火[2D ] ￥10
本次介紹一個(gè)感應(yīng)加熱同時(shí)進(jìn)行淬火的一個(gè)例子。加熱線(xiàn)圈以指定的功率啟動(dòng)加熱過(guò)程，并開(kāi)始以指定的速度沿工件移動(dòng)。工件的表層會(huì)在短時(shí)間內(nèi)升溫并發(fā)生相轉(zhuǎn)變。緊接著通過(guò)設(shè)置一個(gè)在淬火窗口（熱交換窗口）對(duì)已升溫部分進(jìn)行淬火。加熱過(guò)程使得表面層轉(zhuǎn)變成奧氏體相，而淬火過(guò)程立即將這些表面層冷卻成馬氏體相。
先看結(jié)果
溫度變化
奧氏體含量
馬氏體含量
從以上結(jié)果可以看到，感應(yīng)線(xiàn)圈所在區(qū)域的溫度最高可達(dá)1000度以上，珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體，隨著感應(yīng)線(xiàn)圈的移動(dòng)，坯料不同部位發(fā)生珠光體向奧氏體的相轉(zhuǎn)變。由于淬火窗口緊隨著感應(yīng)線(xiàn)圈移動(dòng)，淬火窗口經(jīng)過(guò)之處，坯料表層原本的奧氏體區(qū)發(fā)生馬氏體相變。由于淬火窗口冷卻速度快了點(diǎn)，故馬氏體轉(zhuǎn)變不夠徹底。
此示例需要一個(gè)額外的 DAT 文件 (DEF_INDH.DAT)，文件中中第一行“0”表示需要使用邊界元素技術(shù)（BEM），第二行“5”表示需要計(jì)算電壓的步長(zhǎng)。親測(cè)沒(méi)有這個(gè)文件計(jì)算結(jié)果差別有點(diǎn)大。
要點(diǎn)：
感應(yīng)加熱
淬火
溫度窗口的使用
1 模擬控制設(shè)置
跟往常一樣，新建一個(gè)項(xiàng)目，進(jìn)入前處理，點(diǎn)擊2D模式，然后進(jìn)入模擬控制窗口，勾選相轉(zhuǎn)變和感應(yīng)加熱模式。總步數(shù)設(shè)置200步，5步一存，步長(zhǎng)0.1s/step也就是說(shuō)整個(gè)模擬過(guò)程持續(xù)20s。
2 建立對(duì)象
添加3個(gè)對(duì)象，分別為坯料和上下模。
2.1 坯料設(shè)置
坯料由于考慮熱應(yīng)力，故設(shè)置成彈塑性體，材料選擇AISI-1045-trans。需要注意的是計(jì)算感應(yīng)加熱時(shí)，坯料和線(xiàn)圈均需要設(shè)置電/磁參數(shù)。
展開(kāi) 
消失模鑄造火熱，模型制作、振動(dòng)問(wèn)題、涂料使用、澆注四大關(guān)鍵技術(shù)詳解
淬火加熱溫度過(guò)高產(chǎn)生過(guò)熱或過(guò)燒。淬火后回火不及時(shí)或回火保溫時(shí)間不足。返修淬火加熱時(shí)，未經(jīng)中間退火而再次加熱淬火。熱處理的，磨削工藝不當(dāng)。熱處理后電火花加工時(shí)，硬化層中存在有高的拉伸應(yīng)力和顯微裂紋。
（2）預(yù)防措施
嚴(yán)格控制模具原材料的內(nèi)在質(zhì)量，改進(jìn)鍛造和球化退火工藝，消除網(wǎng)狀、帶狀、鏈狀碳化物，改善球化組織的均勻性。在機(jī)械加工后或冷塑變形后的模具應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火（>600℃）后再進(jìn)行加熱淬火。對(duì)形狀復(fù)雜的模具應(yīng)采用石棉堵塞螺紋孔，包扎危險(xiǎn)截面和薄壁處，并采用分級(jí)淬火或等溫淬火。
返修或翻新模具時(shí)需進(jìn)行退火或高溫回火。在淬火加熱時(shí)應(yīng)采取預(yù)熱，冷卻時(shí)采取預(yù)冷措施，并選擇合適淬火介質(zhì)。應(yīng)嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和時(shí)間，防止模具過(guò)熱和過(guò)燒。
模具淬火后應(yīng)及時(shí)回火，保溫時(shí)間要充分，高合金復(fù)雜模具應(yīng)回火2-3次。選擇正確的磨削工藝和合適的砂輪。改進(jìn)模具電火花加工工藝，并進(jìn)行去應(yīng)力回火。
4.模具淬火后組織粗大
模具淬火后組織粗大，將嚴(yán)重影響模具的力學(xué)性能，使用時(shí)將會(huì)使模具產(chǎn)生斷裂，嚴(yán)重影響模具的使用壽命。
（1）產(chǎn)生的原因
模具鋼材混淆，實(shí)際鋼材淬火溫度遠(yuǎn)低于要求模具材料的淬火溫度（如把GCr15鋼當(dāng)成3Cr2W8V鋼）。鋼淬火前未進(jìn)行正確的球化處理工藝，球化組織不良。淬火加熱溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。在爐中放置位置不當(dāng)，在靠近電極或加熱元件區(qū)易產(chǎn)生過(guò)熱。對(duì)截面變化較大的模具，淬火加熱工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，在薄截面和尖角處產(chǎn)生過(guò)熱。
（2）預(yù)防措施
鋼材入庫(kù)前應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)，嚴(yán)防鋼材混淆亂放。模具淬火前應(yīng)進(jìn)行正確的鍛造和球化退火，以確保良好的球化組織。正確制定模具淬火加熱工藝規(guī)范，嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間。定期檢測(cè)和校正測(cè)溫儀表，保證儀表正常工作。
展開(kāi) 模具熱處理的24個(gè)問(wèn)答,值得收藏
鑄件和淬火＋回火態(tài)工件金相組織不同，內(nèi)耗有差異，通過(guò)輕輕敲擊，可能能分辨。
6、熱處理中的過(guò)燒是什么意思？
超過(guò)規(guī)定加熱溫度，致使晶粒長(zhǎng)大，各項(xiàng)力學(xué)性能變壞如脆性變大，韌性下降，容易變形和開(kāi)裂等等，控制好加熱溫度可以避免過(guò)燒。指鋼在固液相線(xiàn)的溫度范圍內(nèi)的某一個(gè)溫度以上加熱時(shí)， 奧氏體晶界發(fā)生了化學(xué) 成分變化，局部或整個(gè)晶界出現(xiàn)燒熔現(xiàn)象。此時(shí)晶界上會(huì)富集 S,P等化合物，導(dǎo)致晶界結(jié)合力降低，機(jī)械性能?chē)?yán)重惡化。過(guò)燒后鋼材不能通過(guò)熱處理或加工方法補(bǔ)救。
7、模具淬火裂紋產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施？
產(chǎn)生原因：
1)模具材料存在嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物偏析。
2)模具中存在有機(jī)械加工或冷塑變形應(yīng)力。
3)模具熱處理操作不當(dāng)(加熱或冷卻過(guò)快、淬火冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)、冷卻溫度過(guò)低、冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等)。
4)模具形狀復(fù)雜、厚薄不均、帶尖角和螺紋孔等，使熱應(yīng)力和組織應(yīng)力過(guò)大。
5)模具淬火加熱溫度過(guò)高產(chǎn)生過(guò)熱或過(guò)燒。
6)模具淬火后回火不及時(shí)或回火保溫時(shí)間不足。
7)模具返修淬火加熱時(shí)，未經(jīng)中間退火而再次加熱淬火。
8)模具熱處理的，磨削工藝不當(dāng)。
9)模具熱處理后電火花加工時(shí)，硬化層中存在有高的拉伸應(yīng)力和顯微裂紋。
預(yù)防措施：
1)嚴(yán)格控制模具原材料的內(nèi)在質(zhì)量
2)改進(jìn)鍛造和球化退火工藝，消除網(wǎng)狀、帶狀、鏈狀碳化物，改善球化組織的均 勻性。
3)在機(jī)械加工后或冷塑變形后的模具應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火(>600℃)后再進(jìn)行加熱 淬火。
4)對(duì)形狀復(fù)雜的模具應(yīng)采用石棉堵塞螺紋孔，包扎危險(xiǎn)截面和薄壁處，并采用分 級(jí)淬火或等溫淬火。
5)返修或翻新模具時(shí)需進(jìn)行退火或高溫回火。
6)模具在淬火加熱時(shí)應(yīng)采取預(yù)熱，冷卻時(shí)采取預(yù)冷措施，并選擇合適淬火介質(zhì)。
7)應(yīng)嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和時(shí)間，防止模具過(guò)熱和過(guò)燒。
展開(kāi) 【干貨分享】模具熱處理的24個(gè)問(wèn)答學(xué)習(xí)
熱處理工藝 30Cr 經(jīng)正火、再淬火、然后回火，生件是 鑄件未經(jīng)熱處理。兩者都經(jīng)過(guò)了拋丸處理顏?zhàn)兩植怀鰜?lái)了，還有硬度都是在 35-45 之間了，靠硬度無(wú)法區(qū)分。
如果也不能通過(guò)硬度和熱處理氧化色來(lái)判別。 我建議你通過(guò)敲擊聲音來(lái)辨別。 鑄件和淬火＋回火態(tài)工件金相組織不同，內(nèi)耗有差異，通過(guò)輕輕敲擊，可能能分辨。
6. 熱處理中的過(guò)燒是什么意思？
超過(guò)規(guī)定加熱溫度，致使晶粒長(zhǎng)大，各項(xiàng)力學(xué)性能變壞如脆性變大，韌性下降，容易變形和開(kāi)裂等等，控制好加熱溫度可以避免過(guò)燒。指鋼在固液相線(xiàn)的溫度范圍內(nèi)的某一個(gè)溫度以上加熱時(shí)， 奧氏體晶界發(fā)生了化學(xué) 成分變化，局部或整個(gè)晶界出現(xiàn)燒熔現(xiàn)象。此時(shí)晶界上會(huì)富集 S,P等化合物，導(dǎo)致晶界結(jié)合力降低，機(jī)械性能?chē)?yán)重惡化。過(guò)燒后鋼材不能通過(guò)熱處理或加工方法補(bǔ)救。
7. 模具淬火裂紋產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施？
產(chǎn)生的原因：
1)模具材料存在嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物偏析。
2)模具中存在有機(jī)械加工或冷塑變形應(yīng)力。
3)模具熱處理操作不當(dāng)(加熱或冷卻過(guò)快、淬火冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)、冷卻溫度過(guò)低、冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等)。
4)模具形狀復(fù)雜、厚薄不均、帶尖角和螺紋孔等，使熱應(yīng)力和組織應(yīng)力過(guò)大。
5)模具淬火加熱溫度過(guò)高產(chǎn)生過(guò)熱或過(guò)燒。
6)模具淬火后回火不及時(shí)或回火保溫時(shí)間不足。
7)模具返修淬火加熱時(shí)，未經(jīng)中間退火而再次加熱淬火。
8)模具熱處理的，磨削工藝不當(dāng)。
9)模具熱處理后電火花加工時(shí)，硬化層中存在有高的拉伸應(yīng)力和顯微裂紋。
預(yù)防措施：
1)嚴(yán)格控制模具原材料的內(nèi)在質(zhì)量
2)改進(jìn)鍛造和球化退火工藝，消除網(wǎng)狀、帶狀、鏈狀碳化物，改善球化組織的均 勻性。
3)在機(jī)械加工后或冷塑變形后的模具應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火(>600℃)后再進(jìn)行加熱 淬火。
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運(yùn)動(dòng)選擇跟著上模（感應(yīng)線(xiàn)圈）運(yùn)動(dòng)，環(huán)境溫度設(shè)置為20度，換熱系數(shù)這里設(shè)的比較大，主要是因?yàn)?em>淬火的換熱時(shí)間比較短，所以夸大一點(diǎn)效果，實(shí)際過(guò)程淬火窗口可單獨(dú)設(shè)置速度不需跟著感應(yīng)線(xiàn)圈。為了保證足夠的加熱溫度，淬火窗口跟感應(yīng)線(xiàn)圈的距離不要離得太近。
模具做得怪漂亮，硬度不足或硬度不均怎么辦？
（4）模具表面未除凈退火或淬火加熱時(shí)產(chǎn)生的脫碳層。
（5）模具淬火溫度過(guò)高，淬火后殘留奧氏體量過(guò)多；或淬火溫度過(guò)低，加熱保溫時(shí)間不足，使模具鋼的相變不完全。
（6）模具淬火加熱后冷卻速度過(guò)慢，分級(jí)與等溫溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，淬火冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)。
（7）堿浴水分過(guò)少，或淬火冷卻介質(zhì)中含雜質(zhì)過(guò)多，或淬火冷卻介質(zhì)老化。
（8）模具淬火冷卻后出淬火冷卻介質(zhì)時(shí)溫度過(guò)高，冷卻不足。
（9）回火不充分及回火溫度過(guò)高等。
2.對(duì)策
（1）正確選用模具鋼種，大型模具應(yīng)選用淬透性高的高合金模具鋼。
（2）加強(qiáng)原材料檢查，確保原材料符合標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)不良原材料鋼材進(jìn)行合理的鍛造，并進(jìn)行球化退火處理，確保獲得良好的組織。碳素工具鋼不易多次退火，以防石墨化。
（3）嚴(yán)格執(zhí)行鍛造工藝和球化退火工藝，保證有良好的預(yù)備熱處理組織。
（4）熱處理前，應(yīng)徹底清除模具表面的銹斑和氧化皮，并注意加熱時(shí)的保護(hù)，盡量采用真空加熱淬火或保護(hù)氣氛加熱淬火，鹽浴加熱時(shí)應(yīng)進(jìn)行良好的脫氧處理。
（5）正確制訂模具淬火加熱工藝參數(shù)，確保相變充分，以大于臨界冷卻速度的冷卻速度進(jìn)行快速冷卻，以獲得合格的金相組織。
（6）正確選用淬火冷卻介質(zhì)和冷卻方式，嚴(yán)格控制分級(jí)與等溫溫度和時(shí)間。
（7）要嚴(yán)格控制堿浴水分含量，對(duì)長(zhǎng)期使用的淬火冷卻介質(zhì)，要經(jīng)常進(jìn)行過(guò)濾及定期更換，并保持清潔，定期檢測(cè)其淬火冷卻特性曲線(xiàn)。
（8）對(duì)尺寸大的模具，適當(dāng)延長(zhǎng)浸入淬火冷卻介質(zhì)的時(shí)間，防止模具出淬火冷卻介質(zhì)的溫度過(guò)高。
（9）模具淬火后應(yīng)及時(shí)、充分回火，并防止回火溫度過(guò)高。
（10）對(duì)硬度要求高的模具，可采用深冷處理（如-110至-196℃）。
展開(kāi) 熱處理工藝對(duì)模具變形有怎樣的影響？
1.加熱速度的影響
一般來(lái)說(shuō)，淬火加熱時(shí)，加熱速度越快，則模具中產(chǎn)生的熱應(yīng)力越大，易于造成模具的變形開(kāi)裂，尤其對(duì)于合金鋼及高合金鋼，因其導(dǎo)熱性差，尤需注意進(jìn)行預(yù)熱，對(duì)于一些形狀復(fù)雜的高合金模具，還需采取多次分級(jí)預(yù)熱。
但在個(gè)別情況下，采用快速加熱有時(shí)反而可以減少變形。這時(shí)僅加熱模具的表面，而中心還保持“冷態(tài)”，所以相應(yīng)地減少了組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，且心部變形抗力較大，從而減少了淬火變形，根據(jù)一些工廠(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，用于解決孔距變形方面有一定效果。
2.加熱溫度的影響
淬火加熱溫度的高低影響材料的淬透性，同時(shí)對(duì)奧氏體的成分與晶粒大小起作用。
1）從淬透性方面看，加熱溫度高，將使熱應(yīng)力增大，但同時(shí)使淬透性增高，因此組織應(yīng)力也增大，并逐漸占主導(dǎo)地位。例如碳素工具鋼T8、T10、T12等，在一般淬火溫度淬火時(shí)，內(nèi)徑表現(xiàn)為縮的傾向，但若提高淬火溫度到≥850℃時(shí)，則由于淬透性增大，組織應(yīng)力逐漸占主導(dǎo)地位，因而內(nèi)徑可能表現(xiàn)為脹得傾向。
2）從奧氏體成分看，淬火溫度提高使奧氏體含碳量增加，淬火后馬氏體的正方度增大（比容增大），從而使淬火后體積增大。
3）從對(duì)Ms點(diǎn)影響細(xì)看，淬火溫度高，則奧氏體晶粒粗大，將使零件的變形開(kāi)裂傾向增大。
綜合上述，對(duì)所有的鋼種，尤其是某些高碳的中、高合金鋼，淬火溫度的高低會(huì)明顯影響模具的淬火變形，因此正確選擇淬火加熱溫度是很重要的。
一般來(lái)說(shuō)，選擇過(guò)高的淬火加熱溫度對(duì)變形是沒(méi)有好處的。在不影響使用性能的前提下，總是采用較低的加熱溫度。
展開(kāi) 【材料課堂】滲碳淬火常見(jiàn)缺陷與對(duì)策
滲碳件常見(jiàn)缺陷與對(duì)策
滲碳層出現(xiàn)大塊狀或網(wǎng)狀碳化物
缺陷產(chǎn)生原因：表面碳濃度過(guò)高
1．滴注式滲碳，滴量過(guò)大
2．控制氣氛滲碳，富化氣太多
3．液體滲碳，鹽浴氰根含量過(guò)高
4．滲碳層出爐空冷，冷速太慢
對(duì)策：
1．降低表面碳濃度，擴(kuò)散期內(nèi)減少滴量和適當(dāng)提高擴(kuò)散期濕度，也可適當(dāng)減少滲碳期滴量
2．減少固體滲碳的催碳劑
3．減少液體滲碳的氰根含量
4．夏天室溫太高，滲后空冷件可吹風(fēng)助冷
5．提高淬火加熱溫度50~80oC并適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間
6．兩次淬火或正火+淬火，也可正火+高溫回火，然后淬火回火
滲層出現(xiàn)大量殘余奧氏體
缺陷產(chǎn)生原因：
1．奧氏體較穩(wěn)定，奧氏體中碳及合金元素的含量較高
2．回火不及時(shí)，奧氏體熱穩(wěn)定化
3．回火后冷卻太慢
對(duì)策：
1．表面碳濃度不宜太高
2．降低直接淬火或重新加熱淬火溫度，控制心部鐵素體的級(jí)別≤3級(jí)
3．低溫回火后快冷
4．可以重新加熱淬火，冷處理，也可高溫回火后重新淬火
表面脫碳
缺陷產(chǎn)生原因：
1．氣體滲碳后期，爐氣碳勢(shì)低
2．固體滲碳后，冷卻速度過(guò)慢
3．滲碳后空冷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)
4．在冷卻井中無(wú)保護(hù)冷卻
5．空氣爐加熱淬火無(wú)保護(hù)氣體
6．鹽浴爐加熱淬火，鹽浴脫氧不徹底
對(duì)策：
1．在碳勢(shì)適宜的介質(zhì)中補(bǔ)滲
2．淬火后作噴丸處理
3．磨削余量，較大件允許有一定脫碳層（≤0.02mm）
滲碳層淬火后出現(xiàn)屈氏體組織（黑色組織）
缺陷產(chǎn)生原因：滲碳介質(zhì)中含氧量較高：氧擴(kuò)散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物，使合金元素貧化，使淬透性降低
對(duì)策：
1．控制爐氣介質(zhì)成分，降低含氧量
2．用噴丸可以進(jìn)行補(bǔ)救
3．提高淬火介質(zhì)冷卻能力
展開(kāi) 
【工藝知識(shí)】 值得一看！表面熱處理的六大技術(shù)
通過(guò)對(duì)鋼件表面的加熱、冷卻而改變表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。表面淬火是表面熱處理的主要內(nèi)容，其目的是獲得高硬度的表面層和有利的內(nèi)應(yīng)力分布，以提高工件的耐磨性能和抗疲勞性能。
對(duì)工件表面進(jìn)行強(qiáng)化的金屬熱處理工藝。廣泛用于既要求表層具有高的耐磨性、抗疲勞強(qiáng)度和較大的沖擊載荷，又要求整體具有良好的塑性和韌性的零件，如曲軸、凸輪軸、傳動(dòng)齒輪等。表面熱處理分為表面淬火和化學(xué)熱處理兩大類(lèi)。
表面淬火
通過(guò)不同的熱源對(duì)工件進(jìn)行快速加熱，當(dāng)零件表層溫度達(dá)到臨界點(diǎn)以上（此時(shí)工件心部溫度處于臨界點(diǎn)以下）時(shí)迅速予以冷卻，這樣工件表層得到了淬硬組織而心部仍保持原來(lái)的組織。為了達(dá)到只加熱工件表層的目的，要求所用熱源具有較高的能量密度。根據(jù)加熱方法不同，表面淬火可分為感應(yīng)加熱（高頻、中頻、工頻）表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、電解液加熱表面淬火、激光加熱表面淬火、電子束表面淬火等。工業(yè)上應(yīng)用最多的為感應(yīng)加熱和火焰加熱表面淬火。
化學(xué)熱處理
將工件置于含有活性元素的介質(zhì)中加熱和保溫，使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層或形成某種化合物的覆蓋層，以改變表層的組織和化學(xué)成分，從而使零件的表面具有特殊的機(jī)械或物理化學(xué)性能。通常在進(jìn)行化學(xué)滲的前后均需采用其他合適的熱處理，以便最大限度地發(fā)揮滲層的潛力，并達(dá)到工件心部與表層在組織結(jié)構(gòu)、性能等的最佳配合。根據(jù)滲入元素的不同 ，化學(xué)熱處理可分為滲碳 、滲氮、滲硼、滲硅、滲硫、滲鋁、滲鉻、滲鋅、碳氮共滲、鋁鉻共滲等。
接觸電阻加熱淬火
通過(guò)電極將小于5伏的電壓加到工件上,在電極與工件接觸處流過(guò)很大的電流,并產(chǎn)生大量的電阻熱,使工件表面加熱到淬火溫度,然后把電極移去,熱量即傳入工件內(nèi)部而表面迅速冷卻,即達(dá)到淬火目的。
展開(kāi) 滲碳淬火常見(jiàn)缺陷及對(duì)策
滲碳件常見(jiàn)缺陷與對(duì)策
滲碳層出現(xiàn)大塊狀或網(wǎng)狀碳化物
缺陷產(chǎn)生原因：表面碳濃度過(guò)高
1．滴注式滲碳，滴量過(guò)大
2．控制氣氛滲碳，富化氣太多
3．液體滲碳，鹽浴氰根含量過(guò)高
4．滲碳層出爐空冷，冷速太慢
對(duì)策：
1．降低表面碳濃度，擴(kuò)散期內(nèi)減少滴量和適當(dāng)提高擴(kuò)散期濕度，也可適當(dāng)減少滲碳期滴量
2．減少固體滲碳的催碳劑
3．減少液體滲碳的氰根含量
4．夏天室溫太高，滲后空冷件可吹風(fēng)助冷
5．提高淬火加熱溫度50~80oC并適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間
6．兩次淬火或正火+淬火，也可正火+高溫回火，然后淬火回火
滲層出現(xiàn)大量殘余奧氏體
缺陷產(chǎn)生原因：
1．奧氏體較穩(wěn)定，奧氏體中碳及合金元素的含量較高
2．回火不及時(shí)，奧氏體熱穩(wěn)定化
3．回火后冷卻太慢
對(duì)策：
1．表面碳濃度不宜太高
2．降低直接淬火或重新加熱淬火溫度，控制心部鐵素體的級(jí)別≤3級(jí)
3．低溫回火后快冷
4．可以重新加熱淬火，冷處理，也可高溫回火后重新淬火
表面脫碳
缺陷產(chǎn)生原因：
1．氣體滲碳后期，爐氣碳勢(shì)低
2．固體滲碳后，冷卻速度過(guò)慢
3．滲碳后空冷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)
4．在冷卻井中無(wú)保護(hù)冷卻
5．空氣爐加熱淬火無(wú)保護(hù)氣體
6．鹽浴爐加熱淬火，鹽浴脫氧不徹底
對(duì)策：
1．在碳勢(shì)適宜的介質(zhì)中補(bǔ)滲
2．淬火后作噴丸處理
3．磨削余量，較大件允許有一定脫碳層（≤0.02mm）
滲碳層淬火后出現(xiàn)屈氏體組織（黑色組織）
缺陷產(chǎn)生原因：滲碳介質(zhì)中含氧量較高：氧擴(kuò)散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物，使合金元素貧化，使淬透性降低
對(duì)策：
1．控制爐氣介質(zhì)成分，
展開(kāi) 沖壓模具熱處理過(guò)程中變形與開(kāi)裂的改善方法
沖壓凹模零件淬火前，應(yīng)先進(jìn)行低溫回火(穩(wěn)定化處理)。對(duì)一些形狀較為復(fù)雜、精度要求高的凹模，在粗加工后精加工前，應(yīng)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以減少淬火變形，盡量避免開(kāi)裂傾向，并為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。
二、優(yōu)化淬火、回火處理工藝
1.回火處理的控制
模具零件從冷卻劑中取出后，不宜在空氣中停留較長(zhǎng)時(shí)間，應(yīng)及時(shí)放入回火爐中進(jìn)行回火處理。回火處理時(shí)，應(yīng)避免低溫回火脆性和高溫回火脆性。對(duì)于一些精度要求的模具零件，淬火后采用多次回火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，減小變形，避免開(kāi)裂傾向。
2.淬火零件的防護(hù)
淬火、回火處理是影響沖壓模具零件熱處理變形或開(kāi)裂的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于淬火重要的模具零件(如凸模、凹模)易發(fā)生變形或開(kāi)裂的部位，應(yīng)采取有效的防護(hù)措施，力求使零件的形狀與截面對(duì)稱(chēng)，內(nèi)應(yīng)力均衡。常用的防護(hù)方法如下：捆包法、填充法、堵塞法。
3.加熱溫度的確定
淬火加熱溫度過(guò)高，使得奧氏體晶粒粗大，且會(huì)造成氧化、脫碳現(xiàn)象，零件變形與開(kāi)裂的傾向增大。在規(guī)定的加熱溫度范圍內(nèi)，淬火加熱溫度偏低則會(huì)造成零件內(nèi)孔收縮，孔徑尺寸變小。故應(yīng)選用加熱溫度規(guī)范的上限植;而對(duì)于合金鋼，加熱溫度偏高，則會(huì)引起內(nèi)孔膨脹，孔徑尺寸變大，因此應(yīng)選用加熱溫度的下限值為宜。
4.加熱方式的改進(jìn)
對(duì)于一些小型的沖壓凸凹模或細(xì)長(zhǎng)的圓柱形零件(如小沖頭)，可事先預(yù)熱至520--580℃，然后放入中溫鹽浴爐內(nèi)加熱至淬火溫度，比直接使用電爐或反射爐加熱淬火零件變形明顯減小，且能控制開(kāi)裂傾向。尤其是高合金鋼模具零件，正確的加熱方式為：先預(yù)熱(溫度為530--560℃)，然后升至淬火溫度。加熱過(guò)程中應(yīng)盡量縮短高溫段時(shí)間，以減少淬火變形及避免小裂紋的生產(chǎn)。
5、冷卻劑的選擇
對(duì)于合金鋼而言，減小淬火變形的最佳方法是使用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火或分級(jí)淬火，這種方法尤其適宜處理形狀復(fù)雜、尺寸要求精確的沖壓模具。
展開(kāi) 沖壓模具熱處理變形和開(kāi)裂怎么辦？
4.加熱方式的改進(jìn)
對(duì)于一些小型的沖壓凸凹模或細(xì)長(zhǎng)的圓柱形零件(如小沖頭)，可事先預(yù)熱至520--580℃，然后放入中溫鹽浴爐內(nèi)加熱至淬火溫度，比直接使用電爐或反射爐加熱淬火零件變形明顯減小，且能控制開(kāi)裂傾向。尤其是高合金鋼模具零件，正確的加熱方式為：先預(yù)熱(溫度為530--560℃)，然后升至淬火溫度。加熱過(guò)程中應(yīng)盡量縮短高溫段時(shí)間，以減少淬火變形及避免小裂紋的生產(chǎn)。
5.冷卻劑的選擇
對(duì)于合金鋼而言，減小淬火變形的最佳方法是使用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火或分級(jí)淬火，這種方法尤其適宜處理形狀復(fù)雜、尺寸要求精確的沖壓模。有些多孔模具零件(如多孔凹模)，等溫淬火時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)引起孔徑或孔距變大。若利用油中冷卻收縮，以及硝酸鹽中冷卻膨脹的特征，合理應(yīng)用雙介質(zhì)淬火，可減小零件變形。
6.線(xiàn)切割前的淬火處理
對(duì)于一些線(xiàn)切割加工的沖壓模零件，線(xiàn)切割加工之前應(yīng)采用分級(jí)淬火和多次回火(或高溫回火)熱處理工藝，以提高零件的淬透性，并使其內(nèi)應(yīng)力分布趨于均勻，且處于較小內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)。內(nèi)應(yīng)力越小，線(xiàn)切割后的變形和開(kāi)裂的傾向性就越小。
7.冷卻方式的優(yōu)化
當(dāng)零件從加熱爐中取出放入冷卻劑之前，應(yīng)放置在空氣中適當(dāng)預(yù)冷，隨后放入冷卻劑中淬火，這是減小零件淬火變形及防止零件開(kāi)裂傾向的有效方法之一。模具零件放入冷卻劑后，應(yīng)適當(dāng)旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)方向有所改變，這樣有利于零件部位保持均勻的冷卻速率，可明顯減小變形及防止開(kāi)裂傾向
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