形变热处理淬火工艺方法

       
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形变热处理淬火工艺方法

形变热处理淬火工艺方法

来源:高频焊机|退火机|淬火机|中频锻造炉|熔炼炉|感应加热设备  浏览: views  发布时间:2020-06-26

形变热处理亦称“热机械加工”。在机械制造过程中,将压力加工(辊、锻、轧)与热处理工艺有效地结合起来,则可同时发挥行变强化和热处理强化的双重作用,获得单一的强化方法所不能达到的综合力学性能。这种复合强化的工艺称为形变热处理。

除了能获得优异的力学性能外,形变热处理还可省去热处理的重新高温加热,从而节约大量能源、加热设备和车间面积,减少材料的氧化脱碳、畸变等热处理缺陷。因此,形变热处理工艺兼有优良强化效果与巨大的经济效益。

1.锻热淬火工艺

(1)镗刀锻后淬火

镗床用镗刀刀身直径4mm,刀头直径6mm,总长40mm,锻后立即淬火,及时回火,结果使切削寿命较常规处理提高30%以上。

(2)车刀锻后淬火

国内某机床电器厂生产的自用M2钢车刀,锻后立即淬油,550℃回火,使用寿命较市售车刀提高1倍多。用9341钢制12方自用车刀,自由锻造后油冷,使用寿命比较高。

(3)粉碎机锤头锻热淬火

65Mn钢制355mm×98mm×33mm粉碎机锤头锻后余热淬火:始锻温度1050℃,终锻温度840~860℃,终锻后在空气中停留2~3s,淬入流动的自来水,180~200℃回火,表层10mm向内硬度可达50~55HRC,使用寿命较常规热处理提高50%以上。

(4)套筒扳手锻热淬火

国内某五金工具厂用40Cr钢制套筒扳手,锻热淬火代替原盐浴淬火,不仅节能环保,而且质量上乘。

(5)錾子锻热淬火

55MnSi钢制錾子在2500N空气锤和专用的模子上锻造成形,高温形变温度为920~950℃,形变量为75%左右,终锻温度大约900℃,形变后30s内(视工件表面火色)迅速水淬油冷,220~270℃回火。形变热处理后的錾子硬度高、韧性好,使用寿命大大提高。

(6)螺纹环规的锻热淬火

将230mm×120m质量约40kg的CrMn钢毛坯锻打成90mm×90mm×600mm方条,再根据环规尺寸下料。将坯料加热到1050~1150℃,适当保温在高温形变区内快速镦拔成形,其形变量为35%~40%,终锻温度920~900℃,立即投入到40~70℃油冷却,在油中冷40~60s,约100℃出油空冷,及时回火。环规表面硬度均≥62HRC。

(7)45钢制链轮锻热淬火

始锻温度1070~1150℃,终锻温度为850℃,形变量为35%~75%,回火温度200~350℃,较盐浴火箱式炉加热淬火,强度提高约30%,耐磨性提高26%~30%。

(8)GCr15钢制轴承锻热淬火

形变温度930~970℃,形变量30%,油冷,150~180℃回火。和常规热处理相比,提高强度近20%,接触疲劳寿命提高23%。

(9)40Cr钢制柴油机连杆锻热淬火

1150~1180℃始锻,胎膜锻造,形变时间13~17s,形变量约40%,紧接着在2150N曲柄压力机上切边、较直后立即淬火(工件此时的温度为900~950℃),最后进行650℃回火。

(10)45Mn2钢制钢球锻热预冷淬火

使用45Mn2钢制直径70~100mm钢球,始锻温度约1200℃,终锻温度控制在1000~1050℃,根据钢球规格选择不同的预冷时间后水淬,150~180℃回火钢球表面硬度均≥57HRC,≥50HRC的硬化层深度均>20mm,满足了大规格钢球的使用要求。

(11)65 Mn钢犁铧辊锻余热淬火

1100~1200℃中频感应加热,从辊锻变形开始至淬火前约20s,犁铧不同部位的变形量为56%~83%,形变后淬热密度为1.30~1.35g/cm3的CaCl2水溶液中,淬火后进行460~480℃×3h回火,硬度40~45HRC。

与犁铧的常规热处理工艺相比,加热次数由4~5次减少为两次,生产效率提高约4倍,产品质量全部达到一等品要求,经济效益十分显著。

(12)汽车转向节锻热淬火

直径60mm的40Cr钢制汽车转向节,1150~1200℃加热后始锻,终锻温度900~850℃,油冷,600℃×2h回火。利用锻造余热淬火,不仅节约能源降低成本,而且显著改善组织结构,提高材料力性能,尤其是冲击韧度的提高对汽车安全性意义更为重大。

(13)Cr12MoV钢制精密塑料热压模锻热调质

模具的外形尺寸为70mm×20mm×10mm,在20mm宽度平面上分布有直径 1.5mm、2.5mm、3mm小孔各20个,要求热处理后的孔距公差为±0.006mm,平面度<0.01mm硬度56~60HRC。

由于Cr12MoV钢的共晶碳化物偏析严重,经开坯轧制后有一定程度的破碎,但沿轧制方向仍呈带状分布,心部呈网状、块状和堆集分布,成为应力集中和裂纹源,并导致材料各向异性,同时也增加热处理畸变,采用锻热形变较好地解决了上述问题。具体工艺如下:始锻温度1050~1160℃,终锻850~950℃,趁热油冷,780℃×3h×2次回火。最终热处理工艺:600℃+850℃两次预热,1100~1160℃盐浴加热,800℃、450℃两次分级,280℃等温淬火,490~500℃×2h×2次回火。

最终热处理后的金相组织:马氏体+下贝氏体+弥散碳化粉+少量的残留奥氏体。其体积比容与锻热调质的索氏体接近,达到微变形,热处理后不用校直,畸变全部达到技术要求,硬度58~60HRC,合格率达99.99%。按上述工艺热处理的模具有高的耐热性、热硬性和耐磨性,使用寿命高。

用锻造余热淬火+高温回火的例子还有很多,如六角拉轮模、拉深模、冷冲模等。

(14)五金工具锻热淬火

五金工具中的扳手、起子、钳子、剪刀等手工工具是最早施行锻造余热淬火的,这也许是最早的形变热处理原形吧,将工具要淬火的部位放在加热设备,观其火色,即行锻造,有的需几火才能打到既定尺寸,最后一火锻造成形后不要空冷,根据材料,选择合适的冷却剂,然后放在炉边回火或采用自身余热回火,很少采用专用的回火炉。

(15)木工工具锻造淬火

木工工具中的刨刀、斧头、凿子自由锻造后,一般均用余热淬火,节电省时,生产效率高。

(16)农机具锻造余热淬火

利用锻造余热淬火的农机具有镰刀、铁锹、铲子、耙田靶子、破碎机锤头等及其厨房用的勺子、锅铲、菜刀等。

扳手加热效果图

淬火效果图

 


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