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大型弹簧钢片采用超音频感应淬火设备进行热处理的工艺分析

大型弹簧钢片的材料为厚度3mm的65Mn热轧弹簧钢板，其化学成分以及金相组织符合设计要求，热处理后硬度在43-48HRC，平面度≤0.7mm，脱碳层≤0.3mm，表面无裂纹等外观缺陷。为满足上述要求，采用超音频感应淬火设备进行热处理，效果良好。

根据65Mn具有良好淬透性的特点，厚度3mm的薄板采用油冷即可获得要求的硬度和组织性能。淬火采用超音频感应淬火设备进行，用4t的淬火压床喷油冷却，硬度高达63HRC，再进行加热回火。但由于该钢片的φ466mm的外边缘与φ17mm孔之间、φ112mm圆周与φ13mm孔之间冷却先于其他部位，因此是淬火应力集中的部位，冷却后的畸变很大（呈S形），在350-380℃回火压紧过程中，上述部位出现裂纹。

分析裂纹产生的具体情况：①首先为机械加工应力的影响，φ17mm、φ13mm孔均是在热处理以前已经冲出，在粗磨过程中磨削量过大，两面在磨削过程中均存在较大的机械加工应力，热处理前未及时消除。②热应力的影响，该钢具有过热敏感性，淬火过程中产生较大的淬火应力，脆性增加，要消除淬火后产生的热应力与组织应力，必须及时回火以降低硬度和脆性，提高弹性极限、塑性和韧性等，同时该钢具有第二类回火脆性，应在回火结束后快冷，对其进行400-450℃的回火，是为了满足显微组织和硬度的需要，而此时已经将引起钢片微塑变的主要因素消除或明显减弱。

为了获得要求的硬度、组织、变形量，对粗磨后的钢片增加500-600℃的一边高温回火，其目的是消除磨削时存在的加工应力；针对淬火应力和脆性大的具体情况，将淬火加热温度降低10℃左右，采用4t压床喷油冷却，减小淬火应力；提高回火温度，加快其组织转变的速度以及提高回火后的冷却速度；以及改进设计结构等。

钢铁件采用中频淬火机进行淬火热处理，如何减小畸变？

钢铁件采用中频淬火机进行淬火热处理，受操作工艺、原材料等因素的影响，钢铁件极易产生畸变缺陷。此缺陷会大大影响钢铁件的正常使用，因此，了解缺陷产生的原因及预防措施是非常重要的。

淬火加热和冷却，尤其是冷却过程中产生的热应力和组织应力都会使淬火工件的形状和尺寸发生变化，内齿圈淬火设备价格，形成畸变。

减小畸变的措施如下：

1、合理选择钢材与正确设计 对于形状复杂、各部位截面尺寸相差较大而又要求畸变的工件，应选用淬透性较好的合金钢，以便能在缓和的淬火介质中冷却。零件设计时应尽量减小截面尺寸的差异，避免薄片和尖角。必要的截面变化应平滑过渡，尽可能对称，有时可适当增加工艺孔。

2、正确锻造和进行预备热处理 对高合金工具钢，锻造工艺的正确执行十分重要，锻造时必须尽可能改善碳化物分布，使之达到规定的级别。高碳钢球化退火有助于减小淬火畸变。采用消除内应力退火，去除机械加工造成的内应力，也可减小淬火畸变。

3、采用合理的热处理工 为了减小淬火畸变，可适当降低淬火加热温度。对于形状复杂或用高合金钢制作的工件，应采用一次或多次预热。预冷淬火、分级淬火和等温淬火都可以减小工件的畸变。

机用锯条坯采用中频淬火机进行退火热处理，产生脆断缺陷的原因是什么？

机用锯条是切割机械的重要切割刃具，工件材料为W9Mo3Cr4V（W9）钢带。锯条生产加工流程为：热轧钢带一退火一刨背一铣齿一冲圆弧及孔一磨齿一分齿一热处理等。经中频淬火机退火后技术要求为锯条坯应具有较高的韧性和冷塑性。生产中发现，锯条工作中有时发生脆断和撕裂失效破坏。

现场检验发现，W9高速钢脆断和撕裂表现形式不同，有时发生铣齿掉齿现象，有时出现刨边撕裂坑，有时出现冲圆弧及孔时产生裂边现象，有时发生分齿时掉齿现象，甚至发生锯条坯掉在地上摔断碎裂等。其共同特点是工件塑性低劣，是冷脆性的表现，称为脆性断裂。硬度检验表明，锯条硬度值为213-255HBW；脆断工件试样光谱检验表明，工件中Sn的质量分数量超标，均大于0.18%，而正常值应为0.013%；初步判断工件脆断和锡含量严重偏高有关。

分析认为，机用锯条产生脆断破坏的根本原因是工件中锡元素严重偏析超标造成的。资料介绍，不锈钢中Sn的质量分数大于0.02%时，将产生网状裂纹及角裂，工件中Sn的质量分数大于0.18%，是产生网状裂纹和角裂缺陷Sn含量的10倍。当锡在钢材晶界偏聚，超过一定量时，使工件冲击韧度急剧下降，机用锯条正是出现上述情况。由于过量锡在晶界偏聚产生严重偏析和局部Sn含量严重超标，使工件韧性大大下降，导致工件脆断。有资料提出，W9高速钢中Sn的质量分数应在0.05%以下，这对生产中提出了一个有益的参考技术数据。

根据以上分析，提出防止锯条脆断失效的技术防止措施是：在炼钢时严格控制有害元素含量，工件坯料入厂时严格检验，防止有害元素超标钢件混入，以确保加工产品（工件）质量安全。