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。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）成品表面平均硬度值，對于灰鑄鐵HT200和HT250導(dǎo)軌應(yīng)≥65HS，HT300和HT350導(dǎo)軌應(yīng)≥68HS，規(guī)定淬硬區(qū)域內(nèi)不應(yīng)有軟點、軟帶。

(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。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。淬火加熱和冷卻，尤其是冷卻過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力都會使淬火工件的形狀和尺寸發(fā)生變化，形成畸變。

(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。控制奧氏體化溫度和加熱、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；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。對于灰鑄鐵而言，熱處理有一定的局限性。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。

榔頭采用高頻感應(yīng)淬火機進行淬火熱處理

在我們生產(chǎn)與生活中使用的一些工具，要求具有一定的耐磨硬度，又要求有一定的韌性，不易折斷，所以這些工具在加工成形后需進行淬火與回火處理。榔頭就是其中的一種。榔頭淬火常采用高頻感應(yīng)淬火機進行，效果非常好。

榔頭頭部與尾部的用途不同，頭部是用于錘打別的物件，所以要求較硬、耐磨，但不得開裂；尾部是用于拔出釘子之類的東西，所以要求不能被折斷。采用高頻感應(yīng)淬火機分別對榔頭的頭部與尾部加熱與處理，以求得到不同的性能要求。榔頭的頭部為圓柱形，采用螺旋形感應(yīng)線圈就可將頭部加熱到淬火溫度，而榔頭的尾部形狀比較特殊，感應(yīng)器也相對復(fù)雜一些。此感應(yīng)器是一匝線圈，連接到高頻變壓器上，在感應(yīng)線圈中可同時放入9件榔頭，加熱到所要求的溫度后即可進行淬火處理。工件表層為隱針回火馬氏體，心部為回火索氏體（調(diào)質(zhì)態(tài)）或鐵素體十珠光體（正火態(tài))。

現(xiàn)在，越來越多的廠家采用高頻感應(yīng)淬火機對榔頭進行淬火熱處理，生產(chǎn)出來的榔頭硬度、耐磨性以及抗折斷能力都大大提高，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，使工人實現(xiàn)機械化和智能化生產(chǎn)。

螺釘旋具頭改進使用高頻淬火機熱處理

目前45鋼螺釘旋具頭的淬火大多采用鹽浴爐來加熱，其缺點式加熱效率低，僅預(yù)熱就達2小時之久，勞動強度大，有的單位用高頻感應(yīng)淬火，但由于工件需采用逐個手動加熱，生產(chǎn)效率也不高，通過對高頻設(shè)備的改裝和調(diào)試，感應(yīng)加熱在螺釘旋具自動淬火線上成功應(yīng)用。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。

某廠對60KW高頻淬火機感應(yīng)器進行了改造，由原來圓形改成了扁形，這樣螺釘旋具依靠傳送帶一排排的通過感應(yīng)器進行加熱門大道預(yù)定溫度后再經(jīng)感應(yīng)器尾部的噴水裝置來完成螺釘旋具頭的淬火。

感應(yīng)器由圓形改成扁形，減少了感應(yīng)器內(nèi)磁力線密度。螺釘旋具要順利通過感應(yīng)器，間隙不能太小。若為'一“字頭，則間隙更應(yīng)該大寫，所以高頻加熱設(shè)備的負載很小，在調(diào)試過程中遇到很大的麻煩。淬火設(shè)備工作基本正常，但功率輸出還不大，加熱速度很慢，針對這些問題，在感應(yīng)器加上了導(dǎo)磁體。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。利用導(dǎo)磁體的磁異特性和驅(qū)流作用，改變了高頻電流環(huán)狀效應(yīng)的影響，是高頻磁場集中在導(dǎo)磁體開口處，縮小了感應(yīng)器與工件加熱表面的有效間隙，集中了磁力線，加熱條件得到改善，提高了加熱效率。

通過上述對螺釘旋具淬火工藝的改造，提高了生產(chǎn)效率，改善了勞動條件，減低了勞動強度，與原鹽浴爐相比有一下幾個特點：

1.鹽浴爐功率為45KW，高頻加熱設(shè)備的功率為60KW（實際使用40KW）。

2.高頻加熱設(shè)備不需要預(yù)熱，每小時4000件。

3.操作工人數(shù)量減少三個人。

超音頻淬火設(shè)備和高頻淬火設(shè)備應(yīng)用在齒輪表面淬火的硬化層分布形式

硬化層分布形式一種：齒根不淬硬，采用回轉(zhuǎn)加熱的方法，這種淬火方法所達到的效果就是齒面耐磨性提高，彎曲疲勞強度受一定影響，許用彎曲應(yīng)力低于該鋼材調(diào)質(zhì)后的水平；可以認(rèn)為，它是一個由電感和電容組成的振蕩電路，加熱鋼材所消耗的能量由交流電源進行補償。這種淬火方法一般應(yīng)用在處理齒輪寬度10-100mm,模數(shù)小于5mm，齒輪的直徑是由設(shè)備的功率決定。

第二種、齒根都淬硬需要混轉(zhuǎn)加熱淬火法，齒面耐磨性及齒根彎曲疲勞強度都得到提高；工件經(jīng)感應(yīng)淬火設(shè)備淬火后，雖然強度與硬度有極大提高，但其塑性、韌性卻明顯下降，而實際工件往往要求強度與塑性要有適宜的配合。許用彎曲應(yīng)力比調(diào)質(zhì)狀態(tài)提高30%-50%，可部分代替滲碳齒輪；一般對齒寬10-100mm。模數(shù)小于等于5mm，火焰淬火的話直徑可達到450mm，一般模數(shù)小于等于6mm，個別情況需要小于等于10mm。

第三種、齒面淬硬，齒根不淬硬，采用單齒連續(xù)加熱淬火的方法，淬火效果為齒面耐磨性提高，彎曲疲勞強度手一定影響，一般硬化層結(jié)束離齒根2-3mm處；低溫回火是為了消除淬火應(yīng)力，防止產(chǎn)生磨削裂紋，提高抗沖擊能力。許用彎曲應(yīng)力低于該鋼材調(diào)質(zhì)后的水平，這種單齒淬火的方法，齒輪直徑是不受限制的，單齒淬火模數(shù)要大于等于10mm。

第四種、齒面齒根都要淬硬，沿齒溝連續(xù)加熱淬火，齒面耐磨性及齒根彎曲疲勞強度均提高；許用彎曲應(yīng)力比調(diào)質(zhì)狀提高30%-5.%，可部分代替滲碳齒輪的。這種淬硬分布形式不受齒輪直徑的限制，但是模數(shù)一定到大于等于10mm。齒輪采用超音頻，高頻淬火設(shè)備的方式淬火感應(yīng)器結(jié)構(gòu)也非常嚴(yán)謹(jǐn)，要保證感應(yīng)器充分冷卻的條件下，使感應(yīng)器提高加熱效率。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。