解析鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理工藝的基礎(chǔ)知識

鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理工藝方法和鋼的熱處理工藝基本相似，但由于鑄鐵中石墨的存在以及化學(xué)成分等方面的差異，其熱處理又具有一定的特殊性。主要表現(xiàn)在以下方面：

(1)鑄鐵是Fe一C一Si三元合金，其共析轉(zhuǎn)變發(fā)生在一個相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)，在這個溫度范圍內(nèi)存在著鐵素體十奧氏體十石墨的穩(wěn)定平衡和鐵素體十奧氏體十滲碳體的準(zhǔn)穩(wěn)定平衡。中頻淬火工藝運行情況是什么1)上料:用行車將鋼軌吊至移動臺車上,手動調(diào)整鋼軌在移動臺車上的位置,保證鋼軌與移動臺車在行進方向平行。在共析溫度范圍內(nèi)的不同溫度點，都對應(yīng)著不同的鐵素體和奧氏體平衡量，這樣，只要控制不同的加熱溫度和保溫時間，就可獲得不同比例的鐵索體和珠光體基體組織，在較大幅度內(nèi)調(diào)整鑄鐵的力學(xué)性能。

(2)盡管鑄鐵總碳含量很高，但石墨化過程可使碳全部或部分以石墨形態(tài)析出，使它不僅具有類似低碳鋼的鐵素體組織，甚至可控制不同的石墨化程度，得到不同數(shù)量和形態(tài)的鐵索體與珠光體（或其他奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物)的混合組織。鑄鐵的這些金相學(xué)特點和相變規(guī)律是鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理的理論基礎(chǔ)，對于指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義。從而使鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理，既可獲得具有相當(dāng)于高碳鋼的性能，又可獲得相當(dāng)于中、低碳鋼的性能，而鋼則沒有這種可能性。

(3)鑄鐵奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的碳含量可以在一個相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化?？刂茒W氏體化溫度和加熱、保溫、冷卻條件，可以在相當(dāng)大的范圍內(nèi)調(diào)整和控制奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的碳含量，從而使鑄鐵的性能可在較大的范圍內(nèi)進行調(diào)整。

(4)與鋼不同，鑄鐵中石墨是碳的集散地。相變過程中，碳常需作遠距離的擴散，其擴散速度受溫度和化學(xué)成分等因素的影響，并對相變過程及相變產(chǎn)物的碳含量產(chǎn)生很大的影響。

(5)熱處理不能改變石墨的形狀和分布特性，而鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理的效果與鑄鐵基體中的石墨形態(tài)有密切關(guān)系；對于灰鑄鐵而言，熱處理有一定的局限性。解析鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理工藝的基礎(chǔ)知識鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理工藝方法和鋼的熱處理工藝基本相似，但由于鑄鐵中石墨的存在以及化學(xué)成分等方面的差異，其熱處理又具有一定的特殊性。球墨鑄鐵中石墨呈球狀，對基體的削弱作用較小，因而凡能改變金屬基體的各種熱處理方法，對于球墨鑄鐵件都非常有效。

鑄鐵的這些金相學(xué)特點和相變規(guī)律是鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理的理論基礎(chǔ)，對于指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義。

柴油機高強度螺栓采用中頻淬火機進行熱處理的具體工藝

大功率船用MAN32/40柴油機的貫穿螺栓、橫向拉緊螺栓、缸蓋螺栓等均為高強度螺栓，制作材料均為30Cr2MoV，其主要化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）為：0.26%-0.34%C，0.17%-0.37%Si，0.40%-0.70%Mn，≤0.035%P，≤0.003%S，2.3%-2.7%Cr，0.15%-0.25%Mo，0.10%-0.20%V，≤0.20%Cu。經(jīng)感應(yīng)淬火設(shè)備淬火后的導(dǎo)軌其質(zhì)量要求如下：（1）淬火表面不得有裂紋、。要求熱處理后的硬度為340-370HBW。為滿足工作需要，采用中頻淬火機進行熱處理，效果良好。

原生產(chǎn)工藝為860℃油淬 560℃油冷，經(jīng)此工藝處理后的硬度是370HBW，強度1270MPa，處于要求的上限。壓縮機閥片采用中頻淬火爐進行熱處理的工藝分析與實施要點閥片是壓縮機上的重要零件，它通過上下運動而完成工作要求。由于以上幾種螺栓的螺紋為M48×3，且要求滾壓一次成形，因其基體強度高，相應(yīng)的硬度也高，因此在機械加工滾壓螺紋時，必須施加較大的壓力，導(dǎo)致滾絲輪磨損嚴重，生產(chǎn)成本增加。為此，通過調(diào)整回火溫度，以降低基體硬度，保證抗拉強度在下限的工藝試驗，以滿足后續(xù)加工的要求。

淬火設(shè)備為中頻淬火機，淬火溫度為860℃，油淬；回火溫度分別為585℃、590℃和595℃，油冷。

通過實驗可以看出，經(jīng)860℃淬火 595℃回火后，其硬度為345HBW，處于性能要求的下限，同時，其強度也能滿足要求。

經(jīng)860℃淬火＋590℃回火后的金相組織為回火索氏體組織，由于回火索氏體組織具有良好的綜合力學(xué)性能，在這種狀態(tài)下，工件有較高的強度和韌性，完全可以滿足工件的性能要求。

車床變速箱撥叉齒輪采用超音頻淬火電源進行熱處理的工藝分析

車床變速箱撥叉齒輪的模數(shù)為6mm，材料為38CrMoA1A鋼。熱處理技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)硬度為250-280HBW。為滿足此要求，不少廠家采用超音頻淬火電源進行熱處理，效果良好。

（1）工藝流程 調(diào)質(zhì)一粗加工一高溫時效一精加工一氣體滲氮一精加工一成品。

（2）熱處理工藝

1）調(diào)質(zhì)處理。采用超音頻淬火電源進行，淬火工藝：930-950℃，淬油；高溫回火工藝：630-650℃，油冷。

2）高溫時效。同樣采用超音頻淬火電源進行，加熱溫度為560℃，空冷。

不少廠家采用上述工藝進行熱處理，生產(chǎn)出來的齒輪硬度達到250-280HBW，滿足了工作的需要。更好的是此工藝適合大批量大規(guī)模生產(chǎn)，可以大大提高工人的生產(chǎn)效率。

曲軸淬火裂紋為什么會產(chǎn)生？及采取的措施

分析曲軸淬火裂紋產(chǎn)生的主要原因，提出采用水槽性淬火介質(zhì)解決淬火裂紋的措施，指出在淬火硬化層范圍內(nèi)，調(diào)整中頻加熱設(shè)備參數(shù)對淬火裂紋影響到。需要注意的是應(yīng)避免閥片在加熱過程中出現(xiàn)氧化或脫碳缺陷，否則將降低其疲勞強度和沖擊韌度。光滑圓柱面上的淬火裂紋（一類裂紋）都是在周圍方向分布，在其他的零件上也是如此，裂紋多為2~3條，平行的擠在一起，長度我4-10mm，深度為0.25~08mm。油孔裂紋在油孔軸向兩側(cè)呈性存在，尤以薄壁的一側(cè)為多。

淬火裂紋的分析，材料中含有微量的Mo是產(chǎn)生一類裂紋的主要原因。曲軸中頻淬火，以水為淬火介質(zhì)這一工藝已經(jīng)采用40多年，由于以往使用的材料為不含Mo的45鋼，即使在光滑的表面上故意制造此種裂紋，也很難實現(xiàn)。

半軸中頻淬火發(fā)生淬火裂紋以及齒環(huán)高頻淬火發(fā)生淬火裂紋也多是因為材料中很有微量的mo造成的。由于以上幾種螺栓的螺紋為M48×3，且要求滾壓一次成形，因其基體強度高，相應(yīng)的硬度也高，因此在機械加工滾壓螺紋時，必須施加較大的壓力，導(dǎo)致滾絲輪磨損嚴重，生產(chǎn)成本增加。油孔周圍的淬火裂紋是因結(jié)構(gòu)因素造成額的。為了加強潤滑，曲軸的主軸頸和連桿曲徑之間鉆有斜油孔，在兩個軸頸表面的油孔出口處，形成了兩個銳角的薄壁，再加上油孔的軸向兩側(cè)由于感應(yīng)電流繞行，使其兩側(cè)加熱溫度升高，造成局部過熱，加上噴水冷卻速度太快，使淬火層過深，甚至淬透而產(chǎn)生裂紋。這種結(jié)構(gòu)因素產(chǎn)生的淬火裂紋從建廠以來一直存在，嚴重時從淬透的油孔內(nèi)壁產(chǎn)生雷文向軸頸表面發(fā)展，與圓柱表面相貫通時形成C形裂紋。

解決裂紋的措施和機型，很強的裂紋傾向性，是產(chǎn)生大批淬火裂紋的基本原因。直線滾動導(dǎo)軌的加工流程為備料-鍛造-球化退火-機械加工-去應(yīng)力退火-淬火、回火-半精機械加工-人工時效處理-精機械加工。當(dāng)然，由于歷史的原因，曲軸中頻淬火及時間來一直使用自來水做淬火劑，而水的冷卻能力太強，又是引發(fā)這種裂紋的重要因素。改用一汽四環(huán)一貝多菲爾公司生產(chǎn)的水溶性淬火介質(zhì)，型號為AQUATENSIDBW，濃度為3%，中頻淬火的其他參數(shù)不變，淬火質(zhì)量合格，完全消除了各種淬火裂紋。