漳州凸轮轴淬火机优势诚信企业「领诚电子」

解析铸铁采用中频淬火机进行热处理工艺的基础知识

铸铁采用中频淬火机进行热处理工艺方法和钢的热处理工艺基本相似，但由于铸铁中石墨的存在以及化学成分等方面的差异，其热处理又具有一定的特殊性。主要表现在以下方面：

(1)铸铁是Fe一C一Si三元合金，其共析转变发生在一个相当宽的温度范围内，在这个温度范围内存在着铁素体十奥氏体十石墨的稳定平衡和铁素体十奥氏体十渗碳体的准稳定平衡。连杆要求具有足够的强度和结构刚度，强度不足容易导致连杆的断裂，刚度差则容易在应用过程中变形，会造成活塞与汽缸之间的漏气等，影响其工作效率。在共析温度范围内的不同温度点，都对应着不同的铁素体和奥氏体平衡量，这样，只要控制不同的加热温度和保温时间，就可获得不同比例的铁索体和珠光体基体组织，在较大幅度内调整铸铁的力学性能。

(2)尽管铸铁总碳含量很高，但石墨化过程可使碳全部或部分以石墨形态析出，使它不仅具有类似低碳钢的铁素体组织，甚至可控制不同的石墨化程度，得到不同数量和形态的铁索体与珠光体（或其他奥氏体转变产物)的混合组织。2、淬火时应合理计算和控制淬火油温及在油中的冷却时间，连杆淬火后应及时回火，一般油温控制在40～60℃。从而使铸铁采用中频淬火机进行热处理，既可获得具有相当于高碳钢的性能，又可获得相当于中、低碳钢的性能，而钢则没有这种可能性。

(3)铸铁奥氏体及其转变产物的碳含量可以在一个相当大的范围内变化。控制奥氏体化温度和加热、保温、冷却条件，可以在相当大的范围内调整和控制奥氏体及其转变产物的碳含量，从而使铸铁的性能可在较大的范围内进行调整。

(4)与钢不同，铸铁中石墨是碳的集散地。相变过程中，碳常需作远距离的扩散，其扩散速度受温度和化学成分等因素的影响，并对相变过程及相变产物的碳含量产生很大的影响。

(5)热处理不能改变石墨的形状和分布特性，而铸铁采用中频淬火机进行热处理的效果与铸铁基体中的石墨形态有密切关系；对于灰铸铁而言，热处理有一定的局限性。据文献介绍，840℃淬火虽然花键内孔趋于收缩，但变形的分散度明显减小，而860℃淬火时内孔变形大，稳定分散度也大，因此还是采用840℃淬火为好，淬火过程对变形的影响更为显著。球墨铸铁中石墨呈球状，对基体的削弱作用较小，因而凡能改变金属基体的各种热处理方法，对于球墨铸铁件都非常有效。

铸铁的这些金相学特点和相变规律是铸铁采用中频淬火机进行热处理的理论基础，对于指导生产具有重要意义。

经感应淬火设备淬火后的工件为什么要进行回火热处理？

工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却至室温的热处理工艺称为回火。凡经感应淬火设备淬火的钢件一般必须立即进行回火。为什么要进行回火热处理呢？

淬火后的工件进行回火的目的如下：

1、降低脆性，消除内应力。如果您想了解具体的热处理工艺，您可以看看热处理方面的书籍，相信会有很大的收获。由于淬火钢中的马氏体和残留奥氏体都是亚稳组织，而且马氏体中尚存大量晶体缺陷（如高密度位错，孪晶及空位等），以及淬火钢中较大的残留内应力等，它们都是不稳定因素，均有自发转变为平衡组织的倾向。如不及时回火，势必会引起工件进一步的变形甚至开裂。

2、获得所要求的力学性能。活塞杆的热处理工艺分析及实施要点：1、尽管中碳合金钢的淬透性高于碳钢，但对活塞杆进行调质处理时，仍应确保加热的充分奥氏体均匀化，同时淬火时要散开充分冷却，得到淬火马氏体组织，才能确保终的组织与硬度符合要求。工件经感应淬火设备淬火后，虽然强度与硬度有极大提高，但其塑性、韧性却明显下降，而实际工件往往要求强度与塑性要有适宜的配合。为获得对工件要求的性能，可以用回火温度来调整硬度，减小脆性，得到所要求的强度、塑性和韧性。

3、稳定工件尺寸。由于淬火钢中的马氏体和残留奥氏体都是亚稳组织，具有自发转变为稳定组织的趋势，因而将引起工件的性能、尺寸和形状的改变，通过回火可促使这些不稳定组织的转变，达到稳定组织与尺寸的目的。

齿轮淬火变形的分析和对策

7T火车后桥锥齿轮是汽车传递动力和改变速度的重要零件，工件材料为22CrMOH钢。生产中发现，齿轮热处理后部分工件出现贯穿性裂纹，另外一些齿轮发现起边超差缺陷，造成不少齿轮失效报废。

锥齿轮要求渗碳层深度为1.7-2.1mm,碳化物为1-5级，马氏体和残留奥氏体为1-5级，表面硬度为60-64HRC，芯部硬度为35-40HRC。高频淬火炉之所以要用水，是因为机器在大功率状态下工作时需要冷却降温。检验发现齿轮花键根部应力集中部位是裂纹源处，裂纹沿轴向扩展贯穿轴颈本体，部分主动齿轮裂纹严重贯穿齿根与齿顶处，开裂特征明显。金相组织检验发现，主动齿轮带状组织中铁素体带处是裂纹***，裂纹扩展并与带状组织平行。部分裂纹呈锯齿状形貌，同事出现严重的次生裂纹，部分裂纹呈碎裂状形貌。

分析认为，从动齿轮畸变超差失效是因工件组织均匀性差，带状组织严重引起的，工件在热处理中各个部位膨胀系数以及相变比体积变化差异大，引起较大的组织应力，造成工件畸变过大超差而失效。对采用蒸馏水冷却大功率电力电子器件的设备要检查蒸馏水箱的水位是否正常。主动齿轮出现轴向裂纹系因带状组织严重超差造成的。由于带状组织严重，相邻部位显微组织不同，差异很大，在外力作用下，性能薄弱处和强弱带间适应力集中处，该处力学性能低而各向异性明显，并且处于高应力作用，其横向强度比纵向断裂强度明显低下，在热处理中产生的组织应力和热应力作用下，主动齿轮在应力集中薄弱区域萌生裂纹并扩展快裂。

根据以上分析，提出工艺改进措施如下：

（1）生产中从首工序严吧材料检验质量关口，要求带状组织≤3级，其他各项技术参数，性能指标合格，不允许不合格材料混入生产流程。

（2）齿轮锻件毛坯件应进行金相检验，带状组织≤3级的合格坯件可进入加工程序，防止不合格锻件进入再加工工序。

（3）建议钢厂个锻造厂采用新技术工艺，提高钢材和锻件毛坯组织性能质量，为减少和消除齿轮组织缺陷和畸变裂纹缺陷失效奠定基础。