最新减小金属热处理变形介绍

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1、 减小金属热处理变形介绍 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 如何减小金属热处理变形 摘 要：金属热处理在改善材料各种性能的同时，热处理变形是不可避免的，并且会直接影响到工件的精度、强度、噪声和寿命，因此对于精度要求较高的零件要尽可能减小其变形量，着重分析温度是控制变形的关键因素的同时罗列几点次要因素。 关键词：金属热处理 变形 温度 一、引言 金属材料的热处理是将固态金属或合金，采用适当的方式进行加热、保温和冷却，有时并兼之以化学作用和机械作用，使金属合金内部的组织和结构发生改变，从而获得改善材料性能的工艺。热处理工艺是使各种金属材料获得优良性能的重要

2、手段。很多实际应用中合理选用材料和各种成形工艺并不能满足金属工件所需要的力学性能、物理性能和化学性能，这时热处理工艺是必不可少的。 但是热处理工艺除了具有积极的作用之外，在处理过程中也不可避免地会产生或多或少的变形，而这又是机械加工中必须避免的，两者之间是共存而又需要避免的关系，只能采用相应的方法尽量把变形量控制在尽量小的范围内。 二、温度是变形的关键因素 工业上实际应用的热处理工艺形式非常多，但是它们的基本过程都是热作用过程，都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。在热处理工艺中，要用到各种加热炉，金属热

3、处理便在这些加热炉中进行（如基本热处理中的退火、淬火、回火、化学热处理的渗碳、渗氨、渗铝、渗铬或去氢、去氧等等）。因此，加热炉内的温度测量就成为热处理的重要工艺参数测量。每一种热处理工艺规范中，温度是很重要的内容。如果温度测量不准确，热处理工艺规范就得不到正确的执行，以至造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是热处理工艺的关键，也是影响变形的关键因素。 （1）工艺温度降低后工件的高温强度损失相对减少，塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗淬火变形、抗高温蠕变的综合能力增强，变形就会减少； （2）工艺温度降低后工件加热、冷却的温度区间减少，由此而引起的各部位温度不一致性也会降低，由此而导致的

4、热应力和组织应力也相对减少，这样变形就会减少； （3）如果工艺温降低、且热处理工艺时间缩短，则工件的高温蠕变时间减少，变形也会减少。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 减小热处理变形需要合理的热处理工艺。例如经热处理后的 20CrNi2MoA钢齿圈齿表面、齿心部硬度及有效硬化层深度均达到要求。图 1 为模数 mn=12mm 的齿圈经不同温度球化退火后的硬度梯度曲线。由图 1 可以看出，在 650球化退火后的硬度梯度和 740球化+680等温处理的硬度梯度结果相近，未经球化退火的齿轮的硬度较前两个低。这是因为球化退火可使淬火后渗层表面残留奥氏体量减少，从

5、而提高了齿表面硬度，因此 20CrNi2MoA钢齿圈渗碳后应采用球化退火工艺，同时为减小热处理变形，在 650球化退火效果更好。 三、变形的其它影响因素及减小措施 （一）预备热处理 正火硬度过高、混晶、大量索氏体或魏氏组织都会使内孔变形增大，所以要用控温正火或等温退火来处理锻件。金属的正火、退火以及在进行淬火之前的调质，都会对金属最终的变形量产生一定的影响，直接影响到的是金属组织结构上的变化。实践证明，在正火时采用等温淬火可有效地使金属组织结构趋于均匀，从而使其变形量减小。 （二）运用合理的冷却方法 金属淬火后冷却过程对变形的影响也是很重要的一个变形原因。热油淬火比冷油淬火变形小，一般控制在

6、10020。油的冷却能力对变形也是至关重要的。淬火的搅拌方式和速度均影响变形。金属热处理冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大，模具的变形也越大。可以在保证模具硬度要求的前提下，尽量采用预冷；采用分级冷却淬火能显著减少金属淬火时产生的热应力和组织应力，是减少一些精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 形状较复杂工件变形的有效方法；对一些特别复杂或精度要求较高的工件，利用等温淬火能显著减少变形。 （三）零件结构要合理 金属热处理后在冷却过程中，总是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少工件厚薄悬殊，零件截面力求均匀，以减少过

7、渡区因应力集中产生畸变和开裂倾向；工件应尽量保持结构与材料成分和组织的对称性，以减少由于冷却不均引起的畸变；工件应尽量避免尖锐棱角、沟槽等，在工件的厚薄交界处、台阶处要有圆角过渡；尽量减少工件上的孔、槽筋结构不对称；厚度不均匀零件采用预留加工量的方法。 （四）采用合理的装夹方式及夹具 目的使工件加热冷却均匀，以减少热应力不均，组织应力不均，来减小变形，可改变装夹方式，盘类零件与油面垂直，轴类零件立装，使用补偿垫圈，支承垫圈，叠加垫圈等，花键孔零件可用渗碳心轴等。 （五）机械加工 当热处理是工件加工过程的最后工序时，热处理畸变的允许值应满足图样上规定的工件尺寸，而畸变量要根据上道工序加工尺寸确定

8、。为此，应按照工件的畸变规律，热处理前进行尺寸的预修正，使热处理畸变正好处于合格范围内。当热处理是中间工序时，热处理前的加工余量应视为机加工余量和热处理畸变量之和。通常机械加工余量易于确定，而热处理由于影响因素多比较复杂，因此为机械加工留出足够的加工余量，其余均可作为热处理允许畸变量。热处理后再加工，根据工件的变形规律，施用反变形、收缩端预胀孔，提高淬火后变形合格率。 （六）采用合适的介质 在保证同样硬度要求的前提下，尽量采用油性介质，实验和实践证明，再其他条件无差异的前提下，油性介质的冷却速度较慢，而水性介质的冷却速度则相对快一些。而且，和油性介质相比，水温变化对水性介质冷却特性的影响较大，

9、在同样的热处理条件下，油性介质相对水性介质淬火后的变形量要相对小。 四、结束语 热处理能改善工件的机械性能，提高工件的强度和硬度，但引起的变形影响是不可避免的。我们要重视我国现阶段的热处理技术和装备的改进，不断学习国外先进的技术，提高热处理工件质量及合格率，为我国的热处理行业作出贡献。 参考文献： 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 1 刘晔东，热处理变形浅析. 机械工人：热加工. 2007 年 10 期. 2 雷声，齿轮热处理变形的控制. 机械工程师. 2008 年 5 期. 3 魏强、刘晓清，热处理淬火变形的控制. 汽车工艺与材料. 2008 年 7

10、 期. 在液态淬火介质中冷却的四阶段理论 在水性介质中淬火，有时会听到爆炸声响。为了寻找产生这种声响的原因，本文从理论分析和试验观测两方面研究了：1. 完整蒸汽膜保持稳定的条件，2. 蒸汽膜阶段的结束过程。 初期的分析认为： 1. 在完整蒸汽膜阶段，蒸汽膜把液态介质和工件表面分隔开。在多种影响因素中，汽-液界面能的高低对蒸汽膜的厚度和蒸汽膜阶段的长短有重要的影响。工件表面温度降低，蒸汽膜的厚度是逐渐减薄的。 2. 即便是均匀的球体，完整蒸汽膜的破裂，也不应当是在蒸汽膜厚度均匀减薄近零时才同时发生。由于不可避免的扰动，在完整蒸汽膜阶段，蒸汽膜的厚度始终处在起伏变化之中。当气膜厚度降低到一定的程度

11、时，在某个起伏较大的部位，液态介质可能与工件表面接触。如果接触部位不被马上汽化，且液态介质对该表面又有较好的润湿性，则该接触区就会向固体表面扩展。本文把能够成功扩展的上述接触点称为超前接触点。扩展速度决定于相关的三个表面能( 汽-液，汽- 固，液-固) 的大小关系。对球形工件，我们推测：当扩展速度非常快时，表面蒸汽膜中的气相介质可能被推成偏向一侧的大气泡。该大气泡因深入温度较低的液层而被迅速冷凝。这就在原来气泡所在位置形成了一个有一定真空度的真空球。周围的液体在填补该真空球时发生冲撞而产生爆炸声响。 开始时，试验观测的目的只有两个：1. 找出一个能使蒸汽膜厚度发生起伏的扰动事实，用以证明产生超

12、前接触点的可能性。2. 摄像观测上述推测中说的真空球的形成和爆炸过程。 主要以不同大小的均匀球体为试样。采用清水、基础油、快速油、PAG淬火液以及匀速冷却液为试验介质。 试验发现和认识： 1. 观测到一种扰动现象，并对其进行了分析研究。 2. 除部分听到爆炸声响的试样外，其它的试验中都观测到上述超前接触点现象。超前接触点的出现位置有很大的随机偶然性。在均匀的球体上，出现一个超前接触点后，很难再出现第二个。蒸汽膜阶段的结束从超前接触点开始，逐渐扩展到整个球体表面。超前接触点出现的位置不同，随后的扩展途径也不同。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 3. 当

13、接触区的扩展速度比较慢时，蒸汽膜笼罩区与已经进入沸腾冷却阶段的区域共同存在的时间比较长。而后，球体表面只存在单一的沸腾冷却方式的冷却时间相对较短。 4. 在发生爆炸的试样上，可以观测到相似于爆炸的现象和听到爆炸声响。在发生爆炸之后的一段时间内，球体表面上既存在通常意义上的沸腾冷却区，也同时存在比较稳定的柱状蒸汽泡的冷却区。本文认为，这是沸腾冷却和蒸汽膜冷却方式共存的冷却时期。 5. 在所做的试样中，没有观测记录到前述真空球的产生过程。因为只在极快速扩展的试样上听到爆炸声响，本文这样解释其产生原因：由于扩展在极的时间内完成，在水-固交界线上，水接触高温固态表面时发出的一连串的气泡爆裂声被人耳听成

14、了一次爆炸声响。 当前，在液态淬火介质中做淬火冷却，通用的是“蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段”的三阶段理论。在本试验中出现的很多现象是三阶段理论不能解释的。 分析上述现象，并结合多年来研究和应用液态淬火介质的经验，本文提出了工件在液态淬火介质中冷却的四阶段理论。四阶段为：蒸汽膜阶段、中间阶段、沸腾阶段和对流阶段。中间阶段是蒸汽膜冷却区和沸腾冷却区共存的冷却阶段。中间阶段从出现超前接触点开始，到工件上同一有效厚度部位全部进入沸腾冷却阶段为止。本文预测，由于超前接触点的出现位置有很大的随机偶然性，会使工件在中间阶段的冷却结果具有相当大随机波动范围。液体淬火介质的特性温度问题，就产生于这个中间阶段的

15、特性。 研究和应用上述四阶段理论可以：1. 更好地解释冷却特性曲线上出现的多种差异和变化。2. 指导热处理工作者更好地选择和应用液态淬火介质。3. 为计算机模拟工件冷却过程提供提高计算准确度的改进方向。 渗碳工艺的分类与选择 1、 直接淬火低温回火 组织及性能特点：不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大，合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多，表面硬度较低 适用范围：操作简单，成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件，适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。 2、 预冷直接淬火、低温回火淬火温度 800-850 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 组织及性能特点：可以

16、减少工件淬火变形，渗层中残余奥氏体量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奥氏体晶粒没有变化。 适用范围：操作简单，工件氧化、脱碳及淬火变形均小，广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。 3、 一次加热淬火，低温回火，淬火温度 820-850或 780-810 组织及性能特点：对心部强度要求较高者，采用 820-850淬火，心部为低碳 M ，表面要求硬度高者，采用 780-810淬火可以细化晶粒。 适用范围：适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢，某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。 4、 渗碳高温回火，一次加热淬火，低温回火，淬火温度 840-860 组织及性

17、能特点：高温回火使 M和残余 A分解，渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出，便于切削加工及淬火后残余 A减少。 适用范围：主要用于 Cr-Ni 合金渗碳工件 5、 二次淬火低温回火 组织及性能特点：第一次淬火（或正火），可以消除渗碳层网状碳化物及细化心部组织（850-870），第二次淬火主要改善渗层组织，对心部性能要求不高时可在材料的 Ac1-Ac3之间淬火，对心部性能要求高时要在 Ac3以上淬火。 适用范围：主要用于对力学性能要求很高的重要渗碳件，特别是对粗晶粒钢。但在渗碳后需经过两次高温加热，使工件变形和氧化脱碳增加，热处理过程较复杂。 6、 二次淬火冷处理低温回火 组织及性能特点：高于 A

18、c1或 Ac3（心部）的温度淬火，高合金表层残余 A较多，经冷处理（-70/ -80）促使 A转变从而提高表面硬度和耐磨性。 适用范围：主要用于渗碳后不进行机械加工的高合金钢工件。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 7、 渗碳后感应加热淬火低温回火 组织及性能特点：可以细化渗层及靠近渗层处的组织。淬火变形小，不允许硬化的部位不需预先防渗。 适用范围：各种齿轮和轴类。 40Cr 钢的调质处理 Cr 能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。截面尺寸大或重要的调质工件，应采用 Cr 钢。但 Cr 钢有第二类回火脆性。 40Cr 工件调

19、质的淬回火，各种参数工艺卡片都有规定，我们在实际操作中体会是： （一）40Cr 工件淬火后应采用油冷，40Cr 钢的淬透性较好，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小。但是小型企业在供油紧张的情况下，对形状不复杂的工件，可以在水中淬火，并未发现开裂，只是操作者要凭经验严格掌握入水、出水的温度。 （二）40Cr 工件调质后硬度仍然偏高，第二次回火温度就要增加 2050，不然，硬度降低困难。 （三）40Cr 工件高温回火后，形状复杂的在油中冷却，简单的在水中冷却，目的是避免第二类回火脆性的影响。回火快冷后的工件，必要时再施以消除应力处理。 影响调质工件的质量，操作工的水平是个重要因素，同时，

20、还有设备、材料和调质前加工等多方面的原因，我们认为： （一）工件从加热炉转移到冷却槽速度缓慢，工件入水的温度已降到低于 Ar3 临界点，产生部分分解，工件得到不完全淬火组织，达不到硬度要求。所以小零件冷却液要讲究速度，大工件予冷要掌握时间。 （二）工件装炉量要合理，以 12 层为宜，工件相互重叠造成加热不均匀，导致硬度不匀。 （三）工件入水排列应保持一定距离，过密使工件近处蒸气膜破裂受阻，造成工件接近面硬度偏低。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 （四）开炉淬火，不能一口气淬完，应视炉温下降程度，中途闭炉重新升温，以便前后工件淬后硬度一致。 （五）要注

21、意冷却液的温度，10% 盐水的温度如高于 60，不能使用。冷却液不能有油污、泥浆等杂质，不然，会出现硬度不足或不均匀现象。 （六）未经加工毛坯调质，硬度不会均匀，如要得到好的调质质量，毛坯应粗车，棒料要锻打。 （七）严把质量关，淬火后硬度偏低 13 个单位，可以调整回火温度来达到硬度要求。但淬火后工件硬度过低，有的甚至只有 HRC2535 ，必须重新淬火，绝不能只施以中温或低温回火以达到图纸要求完事，不然，失去了调质的意义，并有可能产生严重的后果。 40Cr 材质是淬硬性和淬透性较高的一种材料，所以它在淬火时是会产生较大应力的，一般情况下要想保证它不淬裂，就需要从工艺上进行保证，比如淬火剂改用

22、油，而不是用水淬，在淬火的冷却速度上和时间上需要快速等等。如果材质需要代替的话，可用 30CrMnTi 材质代替，这种材质是怎么也不会淬裂的，是极好的一种材质，内软外硬。抗拉强度和屈服强度极高。 45 钢的调质 45 钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 45 钢淬火温度在 A3+(3050) ，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。不然，可能会

23、出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长 1/5 。 因为 45 钢淬透性低，故应采用冷却速度大的 10% 盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到 180左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。

24、静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 45 钢调质件淬火后的硬度应该达到 HRC5659 ，截面大的可能性低些，但不能低于 HRC48 ，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。 45 钢淬火后的高温回火，加热温度通常为 560600，硬度要求为 HRC2234 。因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要

25、求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。 不锈钢的氮化方法 不锈钢氮化的关键在于去除其钝化膜，钝化膜是不锈钢防锈和不能氮化的原因所在，所以要使不锈钢氮化，关键是去除表面的钝化膜。不锈钢氮化的目的在于提高其硬度，提高其耐摩性和抗侵蚀能力。去除钝化膜的方法有化学法和机械法， （1）喷砂。工件在渗氮前用细砂在 0.15 0.25MPa 的压力下进行喷砂处理，直至表面呈暗灰色，清楚表面灰尘后立即进

26、炉。 （2）磷化。渗氮前对工件进行磷化处理，可破坏金属表面的氧化膜，形成多孔疏松的磷化层，有利于氮原子的渗入， （3）氯化物泡。将喷砂或精加工的工件用氯化物泡或涂覆，能有效地去除氧化膜。常用的氯化物有TiCl2 和 TiCl3 。 通常进行渗氮处理的有铁素体型，马氏体型和奥氏体型不锈钢和耐热钢。 化学法是把工件泡在 50（体积）盐酸（温度 70 度）中，然后用水清洗干净； 高速钢的氮化 一般高速钢的氮化不宜出现 3 相，否则将出使渗层变脆，根据以上规律，高速钢应进行低温短时渗氮。因为在较低的温度下渗层厚度的增厚比较慢，便于控制，且渗层表面氮浓度较低。短时低温氮化浓度精品好文档，推荐学习交流 仅

27、供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 较低，韧性较好。高速钢（w18cr4v）一般采用 510520 摄氏度）直径15mm的用 1520min，较大的采用 2532min，大型的采用 60min。 渗碳常见的缺陷和防止方法 ( 一) 碳浓度过高 产生原因及危害：如果渗碳时急剧加热，温度又过高或固体渗碳时用全新渗碳剂，或用强烈的催渗剂过多都会引起渗碳浓度过高的现象。随着碳浓度过高，工件表面出现块状粗大的碳化物或网状碳化物。由于这种硬脆组织产生，使渗碳层的韧性急剧下降。并且淬火时形成高碳马氏体，在磨削时容易出现磨削裂纹。 防止的方法 不能急剧加热，需采用适当的加热温度，不使钢的晶粒长大为

28、好。如果渗碳时晶粒粗大，则应在渗碳后正火或两次淬火处理来细化晶粒。 严格控制炉温均匀性，不能波动过大，在反射炉中固体渗碳时需特别注意。 固体渗碳时，渗碳剂要新、旧配比使用。催渗剂最好采用 47% 的 BaCO3 ，不使用 Na2CO3作催渗剂。 ( 二) 碳浓度过低 产生的原因及危害：温度波动很大或催渗剂过少都会引起表面的碳浓度不足。最理想的碳浓度为0.9 1.0%之间，低于 0.8%C，零件容易磨损。 防止的方法： 渗碳温度一般采用 920940，渗碳温度过低就会引起碳浓度过低，且延长渗碳时间；渗碳温度过高会引起晶粒粗大。 催渗剂 (BaCO3)的用量不应低于 4% 。 ( 三) 渗碳后表面

29、局部贫碳： 产生的原因及危害：固体渗碳时，木炭颗粒过大或夹杂有石块等杂质，或催渗剂与木炭拌得不均匀，或工件所接触都会引起局部无碳或贫碳。工件表面的污物也可以引起贫碳。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 防止的方法 固体渗碳剂一定要按比例配制，搅拌均匀。 装炉的工件注意不要有接触。固体渗碳时要将渗碳剂捣实，勿使渗碳过塌而使工件接触。 却除表面的污物。 ( 四) 渗碳浓度加剧过渡 产生的原因及危害：渗碳浓度突然过渡就是表面与中心的碳浓度变化加剧，不是由高到低的均匀过渡，而是突然过渡。产生此缺陷的原因是渗碳剂作用很强烈( 如新配制的木炭，旧渗碳剂加得很少)

30、，同时钢中有 Cr、Mn 、Mo等合金元素是促使碳化物形成强烈，而造成表面高浓度，中心低浓度，并无过渡层。产生此缺陷后造成表里相当大的内应力，在淬火过程中或磨削过程中产生裂纹或剥落现象。 防止的方法：渗碳剂新旧按规定配比制，使渗碳缓和。用 BaCO3作催渗剂较好，因为 Na2CO3比较急剧。 ( 五) 磨加工时产生回火及裂纹 产生的原因：渗碳层经磨削加工后表面引起软化的现象，称之为磨加工产生的回火。这是由于磨削时加工进给量太快，砂轮硬度和粒度或转速选择不当，或磨削过程中冷却不充分，都易产生此类缺陷。这是因为磨削时的热量使表面软化的缘故。磨削时产生回火缺陷则零件耐磨性降低。 表面产生六角形裂纹。

31、这是因为用硬质砂轮表面受到过份磨削，而发热所致。也与热处理回火不足，残余内应力过大有关。用酸浸蚀后，凡是有缺陷部位呈黑色，可与没有缺陷处区别开来。这是磨削时产生热量回火。使马使体转变为屈氏体组织的缘故。其实，裂纹在磨削后肉眼即可看见。 防止的方法： 淬火后必须经过充分回火或多次回火，消除内应力。 采用 4060 粒度的软质或中质氧化铝砂轮，磨削进给量不过大。 磨削时先开冷却液，并注意磨削过程中的充分冷却。 常用材料离子氮化后的表面硬度与氮化层深度 常用材料离子氮化后的表面硬度与氮化层深度 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 材料 名称 氮化工艺 温度时间

32、,h 氮化层 表面硬度 HV5 总深度,mm 45 5606 256320 0.06 40Cr 4608 5008 613622 566593 0. 30 0.350.40 38CrMoAl 5408 5608 6508 9881006 968988 844893 0.32 0.35 0.65 5CrNiMo 5102 613623 钢的渗碳工艺参数 钢的渗碳工艺参数主要有以下三项： 1. 渗碳介质的化学成分：渗碳介质可分为气体、液体级固体等三大类。 2. 渗碳温度：常用温度为 900950。温度愈高，扩散速度愈快，渗层愈深，但温度过高会造成奥氏体晶粒长大，降低零件的力学性能；增加工件的形状变

33、形，降低设备的使用寿命。 3. 渗碳时间：常用的渗碳时间近似计算多采用Harris 公式 式中：深度单位 mm ； t 时间(h); T温度(K) 。 对于几个常用的渗碳温度的计算公式可简化为： 925， 925， 925， 时间(h) 渗碳层深度值(mm) 870 900 925 2 0.64 0.76 0.89 4 0.89 1.07 1.27 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 8 1.27 1.52 1.80 12 1.55 1.85 2.21 16 1.80 2.13 2.54 20 2.01 2.39 2.84 24 2.18 2.62 3.

34、10 30 2.46 2.95 3.48 36 2.74 3.20 3.81 热处理工艺特点及流程 选用不同品种钢材作塑料模具，其化学成分和力学性能各不相同，因此制造工艺路线不同；同样，不同类型塑料模具钢采用的热处理工艺也是不同的。本节主要介绍塑料模具的制造工艺路线和热处理工艺的特点。 一、塑料模具的制造工艺路线 1. 低碳钢及低碳合金钢制模具 例如，20，20Cr，20CrMnTi 等钢的工艺路线为：下料锻造模坯退火机械粗加工冷挤压成形再结晶退火机械精加工渗碳淬火、回火研磨抛光装配。 2. 高合金渗碳钢制模具 例如 12CrNi3A，12CrNi4A 钢的工艺路线为：下料锻造模坯正火并高温回

35、火机械粗加工高温回火精加工渗碳淬火、回火研磨抛光装配。 3. 调质钢制模具 例如，45，40Cr 等钢的工艺路线为：下料锻造模坯退火机械粗加工调质机械精加工修整、抛光装配。 4. 碳素工具钢及合金工具钢制模具 例如 T7A T10A ，CrWMn ，9SiCr 等钢的工艺路线为：下料锻成模坯球化退火机械粗加工去应力退火机械半精加工机械精加工淬火、回火研磨抛光装配。 5. 预硬钢制模具 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 例如 5NiSiCa ，3Cr2Mo（P20）等钢。对于直接使用棒料加工的，因供货状态已进行了预硬化处理，可直接加工成形后抛光、装配。对

36、于要改锻成坯料后再加工成形的，其工艺路线为：下料改锻球化退火刨或铣六面预硬处理（3442HRC ）机械粗加工去应力退火机械精加工抛光装配。 二、塑料模具的热处理特点 （一）渗碳钢塑料模的热处理特点 1. 对于有高硬度、高耐磨性和高韧性要求的塑料模具，要选用渗碳钢来制造，并把渗碳、淬火和低温回火作为最终热处理。 2. 对渗碳层的要求，一般渗碳层的厚度为 0.8 1.5mm，当压制含硬质填料的塑料时模具渗碳层厚度要求为 1.3 1.5mm，压制软性塑料时渗碳层厚度为 0.8 1.2mm。渗碳层的含碳量为 0.7%1.0%为佳。若采用碳、氮共渗，则耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化、防粘性就更好。 3. 渗碳

37、温度一般在 900920，复杂型腔的小型模具可取 840860中温碳氮共渗。渗碳保温时间为510h，具体应根据对渗层厚度的要求来选择。渗碳工艺以采用分级渗碳工艺为宜，即高温阶段（900920）以快速将碳渗入零件表层为主；中温阶段（820840）以增加渗碳层厚度为主，这样在渗碳层内建立均匀合理的碳浓度梯度分布，便于直接淬火。 4. 渗碳后的淬火工艺按钢种不同，渗碳后可分别采用：重新加热淬火；分级渗碳后直接淬火（如合金渗碳钢）；中温碳氮共渗后直接淬火（如用工业纯铁或低碳钢冷挤压成形的小型精密模具）；渗碳后空冷淬火（如高合金渗碳钢制造的大、中型模具）。 （二）淬硬钢塑料模的热处理 1. 形状比较复杂

38、的模具，在粗加工以后即进行热处理，然后进行精加工，才能保证热处理时变形最小，对于精密模具，变形应小于 0.05%。 2. 塑料模型腔表面要求十分严格，因此在淬火加热过程中要确保型腔表面不氧化、不脱碳、不侵蚀、不过热等。应在保护气氛炉中或在严格脱氧后的盐浴炉中加热，若采用普通箱式电阻炉加热，应在模腔面上涂保护剂，同时要控制加热速度，冷却时应选择比较缓和的冷却介质，控制冷却速度，以避免在淬火过程中产生变形、开裂而报废。一般以热浴淬火为佳，也可采用预冷淬火的方式。 3. 淬火后应及时回火，回火温度要高于模具的工作温度，回火时间应充分，长短视模具材料和断面尺寸而定，但至少要在 4060min 以上。

39、（三）预硬钢塑料模的热处理 1. 预硬钢是以预硬态供货的，一般不需热处理，但有时需进行改锻，改锻后的模坯必须进行热处理。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 2. 预硬钢的预先热处理通常采用球化退火，目的是消除锻造应力，获得均匀的球状珠光体组织，降低硬度，提高塑性，改善模坯的切削加工性能或冷挤压成形性能。 3. 预硬钢的预硬处理工艺简单，多数采用调质处理，调质后获得回火索氏体组织。高温回火的温度范围很宽能够满足模具的各种工作硬度要求。由于这类钢淬透性良好，淬火时可采用油冷、空冷或硝盐分级淬火。表 3-27 为部分预硬钢的预硬处理工艺，供参考。 表 3-2

40、7 部分预硬钢的预硬处理工艺 钢 号 加热温度/ 冷却方式 回火温度/ 预硬硬度 HRC 3Cr2Mo 830840 油冷或 160180硝盐分级 580 650 28 36 5NiSCa 880 930 油冷 550 680 30 45 8Cr2MnWMoVS 860 900 油或空冷 550 620 42 48 P4410 830 860 油冷或硝盐分级 550 650 35 41 SM1 830850 油冷 620 660 36 42 （四）时效硬化钢塑料模的热处理 1. 时效硬化钢的热处理工艺分两步基本工序。首先进行固溶处理，即把钢加热到高温，使各种合金元素溶入奥氏体中，完成奥氏体后淬

41、火获得马氏体组织。第二步进行时效处理，利用时效强化达到最后要求的力学性能。 2. 固溶处理加热一般在盐浴炉、箱式炉中进行，加热时间分别可取：1min/mm 、22.5min/mm，淬火采用油冷，淬透性好的钢种也可空冷。如果锻造模坯时能准确控制终锻温度，锻造后可直接进行固溶淬火。 3. 时效处理最好在真空炉中进行，若在箱式炉中进行，为防模腔表面氧化，炉内须通入保护气氛，或者用氧化铝粉、石墨粉、铸铁屑，在装箱保护条件下进行时效。装箱保护加热要适当延长保温时间，否则难以达到时效效果。部分时效硬化型塑料模具钢的热处理规范可参照表 3-28。 表 3-28 部分时效硬化钢的热处理规范 钢 号 固溶处理工

42、艺 时效处理工艺 时效硬度 HRC 06Ni6CrMoVTiAl 800 850油冷 510 530（68）h 43 48 PMS 800850空冷 510 530（35）h 41 43 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 25CrNi3MoAl 880水淬或空冷 520 540（68）h 39 42 SM2 9002h 油冷+7002h 51010h 39 40 PCR 1050固溶空冷 460 4804h 42 44 三、塑料模的表面处理 为了提高塑料模表面耐磨性和耐蚀性，常对其进行适当的表面处理。 1. 塑料模镀铬是一种应用最多的表面处理方法，镀铬

43、层在大气中具有强烈的钝化能力，能长久保持金属光泽，在多种酸性介质中均不发生化学反应。镀层硬度达 1000HV ，因而具有优良的耐磨性。镀铬层还具有较高的耐热性，在空气中加热到 500时其外观和硬度仍无明显变化。 2. 渗氮具有处理温度低（一般为 550570），模具变形甚微和渗层硬度高（可达 10001200HV ）等优点，因而也非常适合塑料模的表面处理。含有铬、钼、铝、钒和钛等合金元素的钢种比碳钢有更好的渗氮性能，用作塑料模时进行渗氮处理可大大提高耐磨性。 适于塑料模的表面处理方法还有：氮碳共渗、化学镀镍、离子镀氮化钛、碳化钛或碳氮化钛，PVD 、CVD法沉积硬质膜或超硬膜等。 渗碳件常用的

44、热处理方法 根据零件的结构，服役条件，工序安排的位置，可采用以下某一种方法进行热处理，以达到最佳的效果。 1、 直接淬火、回火。 特点：不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大，合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多，表面硬度较低。 适用范围：操作简单，成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件，适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。 2、 预冷直接淬火（淬火温度 800-850）、低温回火。 特点：可以减少工件淬火变形，渗层中残余奥氏体量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但不能细化晶粒。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 适用范围： 操作简单，工件氧化、脱碳及淬火变形

45、均小，广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。 3、 一次加热淬火。 淬火温度 820-850或 780-810、回火。 特点：对心部强度要求较高者，采用 820-850淬火，心部为低碳 M ，表面要求硬度较高者，采用780-810淬火可以细化晶粒。 适用范围：适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢，某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。 4、 渗碳高温回火。 一次加热淬火，淬火温度 840-860、低温回火。 特点：高温回火使 M和残余 A分解，渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出，便于切削加工及淬火后残余 A减少。 适用范围：主要用于 Cr-Ni 合金渗碳工

46、件。 5、 二次淬火、回火。 特点：第一次淬火（或正火 850-870），可以消除渗碳层网状碳化物及细化心部组织；第二次淬火主要改善渗层组织，对心部性能要求不高时可在材料的 Ac1-Ac3之间淬火，对心部性能要求高时要在 Ac3以上淬火。 适用范围：主要用于对力学性能要求很高的重要渗碳件，特别是对粗晶粒钢。但在渗碳后需经过两次高温加热，使工件变形和氧化脱碳增加，热处理过程较复杂。 6、 二次淬火冷处理、回火。 特点：高于 Ac1或 Ac3（心部）的温度淬火，高合金钢表层残余 A较多，经冷处理（-80）后，促使残余 A转变，从而提高表面硬度和耐磨性。 适用范围：主要用于渗碳后不进行机械加工的高合

47、金钢工件。 7、 渗碳后感应加热淬火、回火。 特点：可以细化渗层及靠近渗层处的组织。淬火变形小，不允许硬化的部位不需预先防渗。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 适用范围：各种齿轮和轴类。 8、 分段渗碳直接淬火、回火。 特点：可以减少工件淬火变形。渗层中残余奥氏体量较低。 适用范围：对有变形要求较小的零件。 铸铁的热处理工艺 铸铁的热处理和钢的热处埋有相同之处 ，也有不同之处。铸铁的热处理一般不能改善原始组织中石墨的形态和分布状况。对灰口铸铁来说，由于片状石墨所引起的应力集中效应是对铸铁性能起主导作用的困素，因此对灰口铸铁施以热处理的强化效果远不如钢

48、和球铁那样显著。故友口铸铁热处理工艺主要为退火、正火等。对于球铁来说，由于石墨呈球状，对基体的割裂作用大大减轻，通过热处理可使基作组织充分发挥作用，从而可以显著改善球性的机械性能。 故球铁像钢一样，其热处理工艺有退火、正火、调质、多温淬火、感应加热淬火和表面化学热处理等。 1. 消除应力退火 由于铸件壁厚不均匀，在加热，冷却及相变过程中，会产生效应力和组织应力。另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力，所有这些内应力都必须消除。去应力退火通常的加热温度为 500550保温时间为 28h，然后炉冷（灰口铁）或空冷（球铁）。采用这种工艺可消除 铸件内应力的 9095，但铸铁组织不发生变化。若温度

49、超过 550或保温时间过长，反而会引起石墨化，使铸件强度和硬度降低。 2. 消除铸件白口的高温石墨化退火 铸件冷却时，表层及薄截面处，往往产生白口。白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落。因此必须采用退火（或正火）的方法消除白口组织。退火工艺为：加热到 550950保温 25 h ，随后炉冷到 500550再出炉空冷。在高温保温期间 ，游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和 A，在随后护冷过程中二次渗碳体和共析渗碳体也分解，发生石墨化过程。由于渗碳体的分解，导致硬度下降，从而提高了切削加工性。 3. 球铁的正火 球铁正火的目的是为了获得珠光体基体组织，并细化晶粒，均匀组织，以提高铸件的机械性能。有时正

50、火也是球铁表面淬火在组织上的准备、正 火分高温正火和低温正火。高温正火温度一般不超精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 过 950980，低温正火一般加热到共折温度区间 820860。正火之后一般还需进行四人处理，以消除正火时产生的内应力。 4. 球铁的淬火及回火 为了提高球铁的机械性能，一般铸件加热到 Afc1 以上 3050（Afc1 代表加热时 A形成终了温度） ，保温后淬入油中，得到马氏体组织。为了适当降低淬火后的残余应力，一般淬火后应进行回火，低温回火组织为回火马氏作加残留贝氏体再加球状石墨。这种组织耐磨性好 ，用于要求高耐磨性，高强度的零件。中

51、温回火温度为 350500回火后组织为回火屈氏体加球状石墨，适用于要求耐磨性好、具有一定效稳定性和弹性的厚件。高温 回火温度为 50060D，回火后组织为回火索氏作加球状石墨，具有韧性和强度结合良好的综合性能，因此在生产中广泛应用。 5. 球铁的多温淬火 球铁经等温淬火后可以获得高强度，同时兼有较好的塑性和韧性。多温淬火加热温度的选择主要考虑使原始组织全部 A化、不残留 F，同时也避免 A晶粒长大。加热温度一般采用 Afc1 以上 3050，等温处理温度为 0350以保证获得具有综合机械性能的下贝氏体组织。稀土镁铝球铁等 温淬火后 b=12001400MPa ，k=33.6J cm2，HRC

52、4751。但应注意等温淬火后再加一道回火工序。 6. 表面淬火 为了提高某些铸件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度，可采用表面淬火。灰铸铁及球铁铸件均可进行表面淬火。一般采用高（中） 频感应加热表面淬火和电接触表面淬火。 7. 化学热处理 对于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蚀的铸件，可以采用类似于钢的化学热处理工艺，如气体软氯化、氯化、渗硼、渗硫等处理。 铸铁的热处理 按工艺目的不同，铸铁热处理主要可以分为以下几种： (1) 去应力退火热处理； (2) 石墨化热处理； (3) 改变基体组织热处理。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 本章简要介绍上述热处理工艺的理

53、论基础和工艺特点。 第一节 去应力退火热处理 去应力退火就是将铸件在一定的温度下保温，然后缓慢冷却，以消除铸件中的铸造残留应力。对于灰口铸铁，去应力退火可以稳定铸件几何尺寸，减小切削加工后的变形。对于白口铸铁，去应力退火可以避免铸件在存放、运输和使用过程中受到振动或环境发生变化时产生变形甚至自行开裂。 一、铸造残留应力的产生 铸件在凝固和以后的冷却过程中要发生体积收缩或膨胀，这种体积变化往往受到外界和铸件各部分之间的约束而不能自由地进行，于是便产生了铸造应力。如果产生应力的原因消除后，铸造应力随之消除，这种应力叫做临时铸造应力。如果产生应力的原因消除后铸造应力仍然存在，这种应力叫做铸造残留应力

54、。 铸件在凝固和随后的冷却过程中，由于壁厚不同，冷却条件不同，其各部分的温度和相变程度都会有所不同，因而造成铸件各部分体积变化量不同。如果此时铸造合金已经处于弹性状态，铸件各部分之间便会产生相互制约。铸造残留应力往往是这种由于温度不同和相变程度不同而产生的应力。 二、去应力退火的理论基础 研究表明，铸造残留应力与铸件冷却过程中各部分的温差及铸造合金的弹性模量成正比。过去很长的时期里，人们认为铸造合金在冷却过程中存在着弹塑性转变温度，并认为铸铁的弹塑性转变温度为400左右。基于这种认识，去应力退火的加热温度应是 400。但是，实践证明这个加热温度并不理想。近期的研究表明，合金材料不存在弹塑性转变

55、温度，即使处于固液共存状态的合金仍具有弹性。 为了正确选择去应力退火的加热温度，首先让我们看看铸铁在冷却过程中应力的变化情况。图1 是用应力框测定的灰铸铁冷却过程中粗杆内应力的变化曲线。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 图 1 灰铸铁应力变化曲线 在 a 点前灰铸铁细杆已凝固完毕，粗杆处于共晶转变期，粗杆石墨化所产生的膨胀受到细杆的阻碍，产生压应力，到达 a 点时，粗杆的共晶转变结束，应力达到极大值。 从 a 点开始，粗杆冷却速度超过细杆，二者温差逐渐减小，应力随之减小，到达 b 点时应力降为零。此后由于粗杆的线收缩仍然大于细杆，加上细杆进入共析转变

56、后石墨析出引起的膨胀，粗杆中的应力转变为拉应力。 到达 c 点时粗杆共析转变开始，细杆共析转变结束，两杆温差再次增大，粗杆受到的拉应力减小。 到达 d 点时，粗杆受到的拉应力降为零，粗杆所受到的应力又开始转变为压应力。 从 e 点开始，粗杆的冷却速度再次大于细杆，两杆的温差再次减小，粗杆受到的压应力开始减小。 到达 f 点时，应力再度为零。此时两杆仍然存在温差，粗杆的收缩速度仍然大于细杆，在随后的冷却过程中，粗杆所受到的拉应力继续增大。 从上述分析可以看出，灰铸铁在冷却过程中有三次完全卸载（即应力等于零）状态。如果在其最后一次完全卸载（即 f 点）时，对铸件保温，消除两杆的温差，然后使其缓慢冷

57、却，就会使两杆间的应力降到最小。对灰铸铁冷却过程中的应力测定表明，灰铸铁最后一次完全卸载温度在 550600。这与实际生产中灰铸铁的退火温度相近。 三、去应力退火工艺 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 为了提高去应力退火的实际效果，加热温度最好能达到铸件最后一次完全卸载温度。在低于最后一次完全卸载温度时，加热温度越高，应力消除越充分。但是，加热温度过高，会引起铸件组织发生变化，从而影响铸件的性能。对于灰铸铁件，加热温度过高，会使共析渗碳体石墨化，使铸件强度和硬度降低。对于白口铸铁件，加热温度过高，也会使共析渗碳体分解，使铸件的硬度和耐磨性大幅度降低。

58、普通灰铸铁去应力退火的加热温度为 550。 当铸铁中含有稳定基体组织的合金元素时，可适当提高去应力退火温度。低合金灰口铸铁为 600，高合金灰口铸铁可提高到650。加热速度一般为 60100/h 。保温时间可按以下经验公式计算： H铸件厚度/25H，式中铸件厚度的单位是毫米，保温时间的单位是小时，H在 28 范围里选择。形状复杂和要求充分消除应力的铸件应取较大的 H值。随炉冷却速度应控制在 30/h 以下，一般铸件冷至 150200出炉，形状复杂的铸件冷至 100出炉。表 1 为一些灰铸铁件的去应力退火规范，供参考。 表 1 一些灰铸铁件的去应力退火规范 铸件类别 铸件质量 t 铸件 厚度 m

59、m 热处理规范 装炉温度 加热速度/h 退火温度 保温时间h 冷却速度/h 出炉温度 鼓风机机架等具有复杂外形并要求精确尺寸的铸件 1.5 70 200 75 500550 910 2030 200 4070 200 70 450500 89 2030 200 40 150 60 420450 56 3040 200 机床床身等类似铸件 2.0 2080 150 3060 500550 310 3040 180200 较小型机床 铸件 0.10 60 200 100150 500550 35 2030 150200 筒形结构简单铸件 0.30 1040 90300 100 150 550600

60、 23 4050 200 纺织机械等小型15 150 5070 500550 1.5 3040 150 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 铸件 0.05 普通白口铸铁去应力退火的加热温度不应超过 500，高合金白口铸铁由于其共析渗碳体稳定性好及铸造应力大，其加热温度一般远远高于普通白口铸铁，可达 800900。表 2 给出了两种高合金白口铸铁的去应力退火规范，供参考。 表 2 两种高合金白口铸铁的去应力退火规范 铸铁种类和成分 加热速度 退火温度 保温时间 冷却速度 高硅耐蚀铸铁 （C 0.5 0.8 ， Si 14.5 16， Mn 0.3 0.8

61、， S 0.07 , P 0.1 或 Si 16 18） 形状简单的中、小件100/h 850900 24h 随炉缓慢冷却 （3050/h ） 形状复杂件：浇注凝固 后，700出型入炉 780850 24h 随炉缓慢冷却 （3050/h ） 高铬铸铁 （C 0.5 1.0 ， Si 0.5 1.3 ， Mn 0.5 0.8 ， Cr 26 30， S 0.08 ， P 0.1 或 C 1.5 2.2 ， Si 1.3 1.7 ， Mn 0.5 0.8 ， Cr 32 36， S 0.1 ， P 0.1 ） 500以下：2030/h ， 500以上：50/h 820850 H 铸件壁厚/25 ，

62、h 随炉缓慢冷却 （2540/h ） 至 100150出炉空冷 第二节 石墨化退火热处理 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 石墨化退火的目的是使铸铁中渗碳体分解为石墨和铁素体。这种热处理工艺是可锻铸铁件生产的必要环节。在灰铸铁生产中，为降低铸件硬度，便于切削加工，有时也采用这种工艺方法。在球墨铸铁生产中常用这种处理方法获得高韧性铁素体球墨铸铁。 一、石墨化退火的理论基础 根据相稳定的自由能计算，铸铁中渗碳体是介稳定相，石墨是稳定相，渗碳体在低温时的稳定性低于高温。因此从热力学的角度看，渗碳体在任一温度下都可以分解为石墨和铁碳固溶体，而且在低温下，渗碳体

63、分解更容易。 但是，石墨化过程能否进行，还取决于石墨的形核及碳的扩散能力等动力学因素。对于固态相变，原子的扩散对相变能否进行起重要作用。由于温度较高时，原子的扩散比较容易，因此实际上渗碳体在高温时分解比较容易。尤其是自由渗碳体和共晶渗碳体分解时，由于要求原子做远距离扩散，只有在温度较高时才有可能进行。 1. 石墨的形核 对于可锻铸铁，渗碳体的分解首先要求形成石墨核心。 在固相基体中，石墨形核既要克服新相形成所引起的界面能的增加，同时又要克服石墨形核时体积膨胀所受到的外界阻碍，因此其形核比在液态时要困难得多。由于在渗碳体与其周围固溶体的界面上存在有大量的空位等晶体缺陷，石墨晶核首先在这里形成。

64、在渗碳体内，尽管也可能存在有晶体缺陷，但是由于石墨形核会引起较大的体积膨胀，而渗碳体硬度高，体积容让性差，必然会对此产生巨大的阻力，从而阻碍石墨核心在其内部形成。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 在实际生产中，铸铁内往往存在有各种氧化物、硫化物等夹杂物。其中一些夹杂物与石墨有良好的晶格对应关系，可以作为石墨形核的基底，减小了由于石墨形核所造成的界面能的增加。因此在实际条件下，石墨形核要比理想状态容易些。 对于灰铸铁和球墨铸铁，石墨化过程不需要石墨重新形核。 2. 高温石墨化过程 高温石墨化的主要目的是使自由渗碳体和共晶渗碳体分解。如果把含有渗碳体的铸

65、铁加热到奥氏体温度区域，石墨的形核则发生在奥氏体与渗碳体的界面上。石墨形核后，随着渗碳体的分解，借助于碳原子向石墨核心的扩散不断长大，最终完成石墨化过程。 需要指出的是，对于可锻铸铁而言，其铸态组织是按亚稳定系凝固而成，其中奥氏体相对于稳定系奥氏体呈碳过饱和状态，石墨化后，奥氏体中碳浓度也要发生变化。石墨化完成后，铸铁的平衡组织为奥氏体加石墨。如果此时将铸铁缓慢冷却，奥氏体将发生共析转变，其转变产物是铁素体和二次石墨，铸铁的最终平衡组织为铁素体加石墨。 3. 低温石墨化过程 低温石墨化是指在 A1温度（720750）以下保温的石墨化过程。可分为两种情况： 一种是铸铁经过高温奥氏体化后再进行低温

66、石墨化处理； 另一种是铸铁不经过高温奥氏体化，而仅加热到 A1温度以下进行低温石墨化。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 前者的目的是使奥氏体在共析转变时按稳定系转变为铁素体和石墨。后者不形成奥氏体，共析渗碳体直接分解为铁素体加石墨。 如前所述，从热力学条件看，在低温下石墨化是可能的。此时关键的问题是碳原子的扩散。在低温下，碳原子本身的扩散能力很低，加之铁素体溶解碳的能力很小，碳原子的扩散比较困难，主要通过晶粒边界和晶体内部缺陷进行。因此，要提高低温石墨化的速度，关键是减小碳原子的扩散距离。细化铸态组织，增加晶界，增加石墨核心是减小碳原子扩散距离的有效

67、措施。 二、石墨化退火工艺 1. 铁素体（黑心）可锻铸铁的石墨化退火工艺 图 2 铁素体可锻铸铁退火工艺图 图 2 所示，黑心可锻铸铁的石墨化有五个阶段： (1) 升温； (2) 第一阶段石墨化； 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 (3) 中间阶段冷却； (4) 第二阶段石墨化； (5) 出炉冷却。 表 3 为一些典型可锻铸铁件石墨化退火实例，供参考。 表 3 一些典型可锻铸铁件石墨化退火实例 产品名称 铸铁牌号 化学成分 孕育剂 退火炉 退火规范 汽车底盘零件 KTH350-10 C 2.5 2.7 ， Si 1.3 1.6 ， Mn 0.35 0.

68、5 ， P 0.05 0.07 ， S0.15 B 0.002 Bi 0.006 Al 0.008 25t 升降式电炉 汽车拖拉机铁道等零件 KTH350-10 ；KTH370-12 C 2.3 2.6 ， Si 1.5 2.0 ， Mn 0.4 0.6 ， P 0.12 ， S 0.15 0.20 Bi 0.006 0.01 Al 0.008 连续式火焰隧道炉 阀门、手扶拖拉机零件 KTH350-10 C 2.3 2.7 ， Si 1.14 1.36 ， Mn 0.3 0.4 ， P 0.1 ， Al 0.015 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 S

69、 0.07 0.09 b330400MPa ；820；120163HBS C 2.65 2.80 ， Si 1.5 1.7 ， Mn 0.4 0.6 ， P 0.1 ， S 0.20 ， Cr 0.06 锌气氛燃煤炉 2. 珠光体可锻铸铁石墨化退火工艺 珠光体可锻铸铁的石墨化退火与铁素体可锻铸铁的第一阶段石墨化相同，但不进行第二阶段石墨化，或在第一阶段石墨化后淬火并高温回火。其热处理实例见表 4。 表 4 珠光体可锻铸铁石墨化退火实例 产品名称 铸铁牌号 化学成分 孕育剂 退火炉 基体组织 退火规范 手扶拖拉机轴承座、插销等 KTZ450-06 ； KTZ550-04 C 2.4 2.6 ，

70、Si 1.3 1.5 ， Mn 0.4 0.8 ， P 0.1 ， S 0.15 室内媒粉炉 片状珠光体 台车车轮、拖拉机履带板、农机具零件 KTZ450-06 ； KTZ550-04 C 2.4 2.8 ， Si 1.0 1.3 ， Mn 0.85 1.2 ， P 0.1 ， S 0.15 室内媒粉炉 粒状珠光体 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 汽车曲轴 KTZ650-02 ； KTZ700-02 C 2.4 2.6 ， Si 1.3 1.5 ， Mn 0.4 0.5 ， P 0.07 ， S 0.15 B0.003 Bi 0.01 Cu1.0 电

71、炉 细粒状索氏体 3. 灰口铸铁和球墨铸铁的石墨化退火 灰口铸铁和球墨铸铁的石墨化退火又称为软化退火。当铸件中共晶渗碳体不多时，石墨化退火的目的是使共析渗碳体分解，此时可选用低温石墨化退火。当铸件中含有自由渗碳体或共晶渗碳体时石墨化退火的目的是消除自由渗碳体和共晶渗碳体，此时须进行高温石墨化退火。退火工艺见表 5。 表 5 灰口铸铁和球墨铸铁石墨化退火工艺 退火类型 铸铁类型 加热温度() 保温时间(h) 出炉温度() 低 温 石墨化 灰口铸铁 650750 14 300 球墨铸铁 720760 2+铸件厚度/25 600 高 温 石墨化 灰口铸铁 900950 2+铸件厚度/25 10030

72、0 球墨铸铁 880980 1+铸件厚度/25 600 第三节 改变基体组织的热处理 一、改变基体组织热处理的理论基础 1. 过冷奥氏体的转变及其产物 如果将奥氏体化后的铸铁冷却到 A1温度以下（此时的奥氏体称为过冷奥氏体），奥氏体就会发生转变。其转变可以是珠光体转变、贝氏体转变、或马氏体转变。究竟发生何精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 种转变一方面取决于各种转变生成相在不同温度下的自由能，另一方面与各种转变所要求的动力学条件有关。 对于铁碳合金，珠光体转变发生在 A1以下至 550左右。在此温度下，原子可以充分扩散，转变产物为珠光体。在一般情况下，珠

73、光体内的铁素体和渗碳体呈片状相间分布，其片层厚度与珠光体转变温度有关。转变温度越低，所形成的珠光体分散度越高，片层间距越小，其力学性能越高。随着转变温度的降低，其转变产物依次为粗大珠光体或称珠光体，细珠光体或称索氏体，极细珠光体或称屈氏体（托氏体）。 如果奥氏体冷却到大约 220550进行转变，由于温度较低，原子的扩散不能充分进行，奥氏体分解为介稳定的过饱和 -Fe 与碳化物（或渗碳体）的混合物。这种转变产物称为贝氏体。贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体。在接近珠光体转变温度（550稍下）所形成的贝氏体称为上贝氏体，由平行的 -Fe 相和其间分布的碳化物所组成。在金相显微镜下，上贝氏体呈羽毛状，因此

74、又叫做羽毛状贝氏体。在靠近马氏体转变温度（220稍上）所形成的贝氏体称为下贝氏体，由针状过饱和 -Fe 及其上分散的微细碳化物所组成，又叫做针状贝氏体。 如果奥氏体冷却到更低的温度进行转变，原子的扩散已无法进行，奥氏体只能以非扩散的形式转变为马氏体。奥氏体只有冷却到某一温度以下才可以发生马氏体转变，这个温度称为马氏体转变开始点，简称马氏体点。马氏体转变的特点是在转变过程中铁、碳原子都不发生扩散，所生成的马氏体与原来的奥氏体成分相同。从晶体结构上看，马氏体仍是碳在 -Fe 中的过饱和固溶体。高碳马氏体在金相显微镜下呈针状。 2. 过冷奥氏体等温转变动力学曲线（C曲线） 精品好文档，推荐学习交流

75、仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 过冷奥氏体等温转变动力学曲线是表示不同温度下过冷奥氏体转变量与转变时间关系的曲线。由于通常不需要了解某时刻转变量的多少，而比较注重转变的开始和结束时间，因此常常将这种曲线绘制成温度时间曲线，简称 C曲线（如图 3 所示）。 图 3 共析成分奥氏体的 C曲线 C曲线的左边一条线表示转变开始时间，称为孕育期。孕育期的长短取决于过冷奥氏体在该温度下的稳定性，它与该温度下过冷奥氏体与形成新相之间的能量差和碳原子的扩散能力有关。如图 4 所示，温度越低，过冷度越大，自由能差越大，转变驱动力越大；但同时，温度的降低又使原子的扩散能力降低。因此过冷奥氏体在某

76、一特定温度下转变的孕育期最短。温度过高和过低都不利。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 图 4 过冷奥氏体的转变与温度的关系 对于铸铁，其奥氏体成分一般是过共析的，其 C曲线上多出一条表示先共析渗碳体（或石墨）析出的曲线（如图 5 所示）。奥氏体的成分偏离共析点越远，这条先共析相析出线距离珠光体转变开始线也越远。铁成分不同，其过冷奥氏体转变的 C曲线不同。根据不同成分铸铁过冷奥氏体转变的 C曲线，可以容易地预测该成分铸铁不同温度下奥氏体等温转变的产物，从而制订合理的等温转变热处理工艺。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除

77、谢谢72 图 5 过共析奥氏体等温转变曲线 3. 过冷奥氏体的连续冷却转变曲线（CCT曲线） 在实际热处理中，等温热处理工艺比较繁琐，因而较多的是采用连续冷却热处理。在连续冷却过程中，奥氏体是在不断降温过程中发生转变的。 为简便起见，可以将铸铁的冷却曲线绘制到 C曲线上，以定性地分析在连续冷却条件下过冷奥氏体的转变。如图 6 所示，当冷却速度为 V1时，冷却曲线与 C曲线有两个交点，a1 点表示珠光体转变开始，b1 点表示珠光体转变结束。将冷却速度提高到 V2，转变开始时间和结束时间缩短，转变温度降低。如果将冷却速度提高到临界冷却速度 Vc 以上（比如 V3），则冷却曲线不与转变终了线相交，这

78、表明只有一部分奥氏体转变为珠光体，而其余部分被过冷到 Ms点以下转变为马氏体。在此范围里，冷却速度越大，奥氏体转变为珠光体的量越少，而马氏体量越多。如果冷却速度大于 Vc，则奥氏体全部转变为马氏体。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 图 6 应用 C曲线分析不同冷却速度下过冷奥氏体转变示意图 虽然应用 C曲线可以定性地分析过冷奥氏体连续冷却转变，但是由于连续冷却时奥氏体转变的孕育期与等温转变有所不同，上述分析在数值上存在着一定的偏差。因此，在分析过冷奥氏体连续冷却时比较多的是采用过冷奥氏体的连续冷却转变曲线（CCT曲线）。图 7 是共析成分奥氏体连续冷

79、却转变曲线，为便于对比，图中还画出了 C曲线。与其 C曲线相比，连续冷却时转变开始时间和开始温度降低。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 图 7 共析奥氏体连续冷却转变曲线 连续冷却速度很小时，转变的过冷度很小，转变开始和终了的时间很长。如果提高冷却速度，则转变温度降低，转变的开始和终了时间缩短，转变所经历的温度区间增大。图中 CC 线为转变中止线，表示冷却曲线与此线相交时转变并未完成，但奥氏体分解停止，剩余部分被冷却到更低的温度下转变为马氏体。如果冷却速度很大，奥氏体将全部转变为马氏体。 化学成分、加热速度、奥氏体化温度都对奥氏体连续冷却转变曲线有影

80、响。因此，实际铸铁的连续冷却转变曲线与图 87 有比较大的出入。图 8 是一种球墨连续冷却转变曲线，供参考，冷却曲线下面的数据为硬度（HV10 ）。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 图 8 一种球墨铸铁的连续冷却转变曲线 C3.59%,Si2.71%,Mn0.29%,Cr0.04%,Ni0.03%,Mo0.022% 4. 珠光体、马氏体、贝氏体相变特点 珠光体、马氏体和贝氏体相变机制在有关金属学及钢的热处理教材中都有详细介绍，限于篇幅，这里不再赘述。表 6 给出了上述三种转变的特点，供参考。表中所注温度是针对铁碳合金的，对于铸铁，则视硅、锰含量而有所

81、不同。 表 6 珠光体、马氏体、贝氏体相变特点 主要异同点 相 变 类 型 珠光体转变 贝氏体转变 马氏体转变 转变温度范围 高温转变 （Ar1500） 中温转变 （500Ms） 低温转变 （Ms以下） 扩散性 具有碳原子和铁原子的扩散 碳原子扩散，而铁原子不扩散 无扩散 生核、长大与领先相 生核、长大，一般以渗碳体为领先相 生核、长大，一般以铁素体为领先相 生核、长大 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 共格性 无共格性 具有共格性，产生表面浮凸现象 具有共格性，产生表面浮凸现象 组成相 两相组织 -Fe(C) -Fe(C) Fe3C 两相组织 -Fe

82、(C) -Fe (C) Fe3C（约 350以上） -Fe(C) -Fe(C) FexC（约 350以下） 单相组织 -Fe(C) -Fe(C) 合金元素的分布 合金元素扩散重新分布 合金元素不扩散 合金元素不扩散 二、改变基体组织的热处理及其工艺 1. 正火 铸铁的正火处理主要用于球墨铸铁、蠕墨铸铁和灰铸铁，其目的是使基体组织中珠光体含量增多，提高铸铁的耐磨性和强度。 对于球墨铸铁而言，根据加热时是否保留部分铁素体，正火可分为完全奥氏体化正火和部分奥氏体化正火。 (1) 灰口铸铁的正火工艺 灰口铸铁共晶渗碳体较少时，正火加热温度一般为 850900；共晶渗碳体较多时，加热温度一般为 9009

83、50。加热温度高，可提高奥氏体的碳含量，使冷却后珠光体量提高。保温时间为 13 小时。保温后在空气中冷却，或采用风冷和喷雾冷却，以提高珠光体含量，并使其细化。 (2) 球墨铸铁的正火处理 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 球墨铸铁的热处理主要有高温奥氏体化正火，两阶段正火，部分奥氏体化正火和高温不保温正火。这些正火工艺的目的、工艺规范、及所得到的基体组织见表 7。 表 7 球墨铸铁常用正火工艺 热处理名称 目的 热处理规范 基体组织 备注 高温奥氏体化正火 提高组织均匀性，提高强度、硬度、耐磨性或消除渗碳体 珠光体少量铁素体（牛眼状） 冷却时易析出二次

84、渗碳体；复杂件要回火 两阶段正火 目的同上，但能防止二次渗碳体出现 珠光体少量铁素体（牛眼状） 复杂件要回火 部分奥氏体化正火 获得良好的强度和韧性 珠光体铁素体（破碎状） 原始组织不应有游离渗碳体，复杂件要回火 高温不保温正火 获得良好的强度和韧性 珠光体少量铁素体（破碎状） 原始组织不应有游离渗碳体，复杂件要回火 2. 淬火和回火 淬火的目的是获得普通冷却条件下不能得到的急冷组织，以提高铸件的硬度、耐磨性和综合力学性能。回火则是淬火处理的一种后处理工序，其目的是减小淬火中产生的应力。 (1) 抗磨白口铸铁的淬火及回火工艺 表 8 给出了一些抗磨白口铸铁的热处理规范，供参考。 精品好文档，推

85、荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 表 8 一些白口铸铁的热处理参考规范 牌号 转化退火工艺 淬火工艺 回火工艺 最大断面 尺寸 mm KmTBCr9Ni5Si2 750825保温410h，出炉空冷 250300保温416h，出炉空冷 300 KmTBCr2Mo1Cu1 940960保温16h，缓冷至760780保温46h，缓冷至600以下出炉空冷 9601000保温16h，出炉空冷 200300保温46h，出炉空冷 100 KmTBCr15Mo2-DT 920960保温18h，缓冷至700750保温48h，缓冷至600以下出炉空冷 9201000保温26h，出炉空冷

86、 200300保温28h，出炉空冷 120 KmTBCr15Mo2-GT 75 KmTBCr20Mo2Cu1 920960保温18h，缓冷至700750保温410h，缓冷至600以下出炉空冷 9601020保温26h，出炉空冷 200300保温28h，出炉空冷 300 KmTBCr26 9601060保温26h，出炉空冷 200 (2) 球墨铸铁的淬火及回火工艺 球墨铸铁的淬火及回火工艺见表9。 表 9 球墨铸铁的淬火及回火工艺 工序 说 明 淬火 1. 完全奥氏体化后淬火 一般加热到 Ac1（加热时共析转变温度）上限以上3050，普通精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网

87、站删除 谢谢72 球墨铸铁 850880，淬火后为马氏体组织，再回火。HRC 50，aK1020J/cm2 2. 部分奥氏体化后淬火 加热到共析转变温度范围内（即加热时共析转变的上、下限之间），淬火后为马氏体和少量分散分布的铁素体，再回火。270350HB ，aK2040J/cm2 回火 1. 低温回火（140250） 马氏体开始分解，析出碳化物微粒，成为回火马氏体（即含碳量比淬火马氏体少的马氏体）。最终组织为细针状回火马氏体残余奥氏体球墨 降低残余应力和脆性，保持高硬度和耐磨性 2. 中温回火（350500） 马氏体分解终了，形成铁素体和细小弥散渗碳体质点的混合组织，称为回火屈氏体或屈氏体

88、弹性高，韧性好。仅用与废气涡轮的球墨铸铁密封环，其它应用很少 3. 高温回火（500600，一般 550600） 马氏体析出的渗碳体显著地聚集长大，称为回火索氏体或索氏体。调质（淬火加高温回火）后，综合性能良好：高塑性、高韧性、高强度。应用较多 铜钼球铁淬火马氏体，再不同温度回火时，组织变化如下表： 回火温度， 组织与性能 550560 索氏体，保留淬火马氏体痕迹，针状均布。强度高，脆性大 570580 针状组织与针间马氏体分解物（碳化物）颗粒粗化，均布。综合性能较理想 600 左右 马氏体分解在原石墨四周，由于渗碳体过热分解，使索氏体严重粗化，针叶间仅残留极少而近消失的细小点状渗碳体粒 60

89、0 珠光体充分分解，针状组织消失，变成铁素体石墨 3. 等温淬火 等温淬火的目的是使材料具有高强度和高硬度的同时具有较高的塑性和韧性，是目前有效发挥材料最大潜力的一种热处理方法。在白口铸铁生产中，等温淬火可用于犁铧、粉碎机锤头、抛丸机叶片及衬板等铸件的热处理。其工艺是将白口铸铁在 900奥氏体化，然后根据不同成分铸铁的过冷奥氏体等温转变曲线确定等温转变温度，在该温度下等温 11.5 小时后空冷。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 在球墨铸铁、蠕墨铸铁和灰铸铁生产中，等温淬火工艺主要用来获得贝氏体加残余奥氏体基体组织。其工艺是将铸铁加热到奥氏体化温度，保

90、温后进行等温淬火。提高奥氏体化温度，会提高奥氏体含碳量，使形成上贝氏体的下限温度降低，有利于形成上贝氏体组织。增加奥氏体化保温时间，会提高奥氏体的稳定性，有利于保留一定数量的残留奥氏体，从而改善材料的韧性。等温淬火温度要根据 C曲线确定。等温淬火时间过长会析出碳化物，降低材料的韧性；过短则贝氏体量不足。加入一定的合金元素，诸如 Mo 、Cu、Ni 可提高淬透性。图 9 和图 10 分别是球墨铸铁上贝氏体和下贝氏体等温淬火工艺，供参考。 图 9 球墨铸铁上贝氏体等温淬火工艺 图 10 球墨铸铁下贝氏体等温淬火工艺 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 刀经过

91、如何的热处理才能拥有好的品质呢 刀经过如何的热处理才能拥有好的品质呢 这是一篇关于近来刀子钢材被施以适当或是荒唐可笑的热处理方面的论述( 或者可说是诽谤), 底下说明的都是明明白白的事实, 如果有人对本文有任何意见, 拜托请以科学的角度来证明我是错的! 情绪上的一时冲动, 以及在旁边哼哼唧唧并不能转换成良好的工程说明文件. 使刀子钢材强度增加-硬化(hardening)的方法是将选择过的钢材加热到一定程度, 然后突然将其冷却, 冷却的速度超过钢材本身可承受的临界值. 钢材加热到什么程度, 花多少时间来加热, 以及冷却的速度都是重要的关键, 并且相同的条件可以被一再重复执行, 而得到相同的品质.

92、 其它的条件还包括了在加热及淬火过程中大气本身的状况, 以及进行热处理之前钢材本身的硬度. 拥有好的工程品质, 以油来淬火的步骤如下: 1. 阅读有关钢材与热度之分析结果, 选择适合硬度之时间温度曲线. 2. 将钢材表面清洁去油, 检查淬火的温度, 必要时调整一下. 3. 将钢材放入熔炉, 氮气可避免钢材碳化. 4. 将钢材加热到某一温度上五度或下五度, 维持一段时间. 5. 使其淬火到室温. 6. 检查一下硬度. 7. 在某一温度再回火(temper) 一段时间. 现在我们来比比看一般的锻造者处理淬火的步骤: 1. 将钢材烧到通红. 2. 锻炼出型状, 如有必要时再重新加热. 精品好文档，推

93、荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 3. 再加热到通红( 真的很红). 4. 放到油槽中淬火, 或者像杂志上讲的采中断式淬火. 5. 在炉子中锻造, 温度可能越来越高. 不管你相不相信, 这种锻造法也由一个很有名的俄勒冈州刀子制作者所采用, 特别是他在做锻造的刀时就用这样的方式. 因为我的目的不是要来使那个人难堪, 所以他的名字予以保留. 我并不是说像那样的锻造方式做不出好刀子, 但事实上那样的做法依赖人工技术比依赖科学方法还要多. 在含氧的大气中, 刀子的淬炼及锻造会流失钢材中的碳, 碳会被氧分解到空气中. 在锻造中如果维持温度越久, 就会失去越多的碳. 尤其是经过

94、多次的加热及回火的处理, 最后做出来的成品中含碳量多少只能用猜的. 我在这边要讲的事情很简单, 如果对于合金本身的特性, 热处理及最后的硬度没有正确了解的话, 想要持续的维持产品的高品质就很困难. 热处理是这世纪的一门科学, 而且我们也应该将它当成科学看待. 最近我们看到一位制刀者中很有名的做热处理的人, 在一本光鲜好看的刀的杂志中展示如何做热处理. 这个人为业余或是专业的人做热处理的服务. 他喜欢让刀子的制作者来控制那些热处理时所需的临界条件. 有一张图吸引了我们的注意, 图中很多把刀彼此靠得很近的层架在一个浅盘中. 让我们思考一下, 这些刀被层迭在浅盘中差不多有 12宽, 每把刀的长度,

95、宽度及厚度都不尽相同, 我们假设这些刀都是相同的 Air Harden 合金. 现在我们问自己几个问题, 第一个问题, 那些在边缘的刀会不会比在中间的刀更快加热?答案是没错, 的确是这样. 问题二, 这样一次处理一批刀子不是表示了钢材的时间温度曲线会因此而受到影响吗? 答案是会啦! 当然会!. 问题三, 由于多把刀一起产生并维持大量的热度, 靠外围的刀会不会比较容易冷却?答案你一定知道. 问题四, 那么对这些刀的硬化处理的品质会不会有不利的影响?保证一定会! 您知道我们举这个例子的用意吗? 这个人拥有世界级的熔炉及设备, 但却似乎对于基本的热力学方面缺乏了解. 这些机器及设备不会自己运转, 它

96、们需要有人去使用并且操作它们. 操作的人必需是一流的高手才能运用这些设备做出好的产品. 接着谈的是回火(tempering), 如果没有经过好的硬化, 再多的回火处理也没啥路用. 回火在处理时比硬化的温度低, 主要是使刀子维持一定的抗磨损能力. 如果钢材中含有大量的铬则在液态氮中的低温处理会非常有用, 因为含大量铬的钢材在硬化后会倾向于变成一种钢叫 Austenite, 而不是变成另一种叫martensite的较有用的钢. Austenite这种钢质软酥松富延展性, 低温处理帮助将更多的 Austensite转成martensite.而这就是 440C,ATS-34, 154CM 是不是可以变

97、成良好制刀钢材的重点.Martensite钢材是一种针状包含碳化物在中间的结晶, 在经过硬化尚未回火之前, 它的硬度高达 61 到 68HRC, 颇为吸引使用者及制刀者, 但同样的它也非常易碎.ATS-34 及 400 系列的钢有差不多 30% 还是 austenite钢. 这就是为何需要对硬化过的钢材做回火的动作, 这样可以减少整体硬度, 提升强度及抗冲击力. 请注意很多钢材在提升其强度的同时也大量降低其抗磨度. 而这种高强度低磨损的钢比较合适用在一些便宜且较薄的刀制品, 像是刮胡刀, 手术用的刀等. 回想起以前的日子, GERBER刀厂用快速钢做出一些可以常保锋利, 很薄的刀, 如果我没精

98、品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 记错的话, 这些钢材大部份是 M2钢材, 并在上面涂布 hard chrome防锈. 这些刀不够强悍, 不适合拿来砍劈, 但因为快速钢的高抗磨性而使得刀子不易磨损. 而现在 GERBER 跟它竞争对手一样使用一些经过粉饰的破铜烂铁来蒙混社会大众. 用传统技术制造的日本刀并没有经过回火. 有一些是使用部份硬化(selectively hardened)处理, 只在刀锋部份将钢转成martensite钢. 这样的处理方式使得刀背不会被硬化, 刀背的钢为软且有研展性的 pearlite and cementite(译注: 两种

99、碳化钢). 这种部份硬化的技术始于三四百年前, 当时欧洲人已使用这种技术制作高品质的钢. 有一些较坚持的人主张只在刀子的刀锋部份退火, 并且很高兴的指出其刀上的锻造线(temper line),这些不是真的锻造线, 他们是硬化所产生的线, 就是这么简单. 我所造的所有刀都经过完全硬化(full hardened)及部份回火(selectively temper),每一把都有回火锻造线, 而且是真的回火锻造线. 它不像硬化线那样明显炫目, 也不是为了装饰而出现在刀上, 它会出现在那边是因为我们让刀刃更坚硬并且有更高的强度 45 号钢蜗杆淬火工艺的改进 下图是我厂生产的 150 小四轮转向机蜗杆，

100、要求齿部硬度45HRC ，无裂纹。原来采用为 20Cr 钢经渗碳后盐炉淬火，现改为 45 钢后，可直接盐浴淬火。不仅节约了材料费，而且取消了渗碳，大大降低了生产成本。 我们制定了 3 种试验工艺及处理结果如下： 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 (1) 常规淬火 83010 盐炉加热，保温 6min，水冷；20010保温 2h 回火后，经检查，蜗杆齿部硬度都在 50HRC 以上。用肉眼观察，发现有裂纹的蜗杆达 10% 左右。裂纹皆在齿部，开裂处的厚度大都在 36mm ，这正处于 45 钢常规淬火危险尺寸范围以内，与文献1的结论一致。 (2) 亚温淬火

101、78010盐炉加热，保温 8min，水冷；20010保温 2h 回火后，经检查，蜗杆齿部硬度都在 45HRC 以上，经磁粉探伤检查，未发现淬火裂纹。 (3) 零保温淬火 83010盐炉加热，保温 2min，水淬油冷；20010保温 2h 回火后，经检查，蜗杆齿部硬度都在 45HRC 以上，磁粉探伤未发现淬火裂纹。对蜗杆齿部淬硬层检查，淬硬层最深处不超过3mm 。 45 钢蜗杆零保温淬火之所以没裂纹，且硬度合格，我们认为，蜗杆在 83010加热时，齿表面快速升温，当表面达到淬火温度时，齿心部还处在相变点以下，这时淬火，避开了 45 钢淬火裂纹的危险尺寸，而且变形小。其次水淬、油冷分级淬火，减小了

102、淬火应力，减少了淬火开裂倾向。最后零保温淬火时，齿表面保温时间几乎是零，因而晶粒细小，而且淬硬层区仍有未转变的铁素体。 用零保温淬火工艺对蜗杆处理达 3 万余件，没发现一处裂纹，经抽查，硬度都在 45HRC 以上。我们认为，45 钢零件表面淬火时，可在盐浴炉采取零保温加热淬火工艺。这样不仅可以得到合适的表面硬度，而且可以避免产生裂纹。 刀具材料热处理工艺 不同刀具的热处理简单介绍 车刀条 按 GB4211标准，可将车刀条分为正方形和矩形两种。车刀工作条件比较恶劣，一般不加冷却液，有干切削、重切削、断续切削、高速切削等，要求车刀应具有高的耐磨性和高的红硬性。针对上述情况，热处理工艺为：12301

103、240高温加热奥氏体化，金相级别可达 89 级，而后回火 4 次，过热 3 4 级( 矩形车刀过热 12 级) ，最终组织硬度 6567HRC 。实践证明，车刀过热才经久耐用，我在 1988 年曾对过热 5 级的 1212 方车刀进行寿命检测，结果 3 条试样都达一等品标准。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 滚刀 滚刀属于比较昂贵的金属切削刀具，要求具有高的红硬性、耐磨性，所以淬火温度比较高，但比车刀略低，常在 12251230， 580 620分级，组织金相级别 9.5 10 级。第一次回火宜用 350380或二次贝氏体处理，然后再进行 5501h

104、 的高温回火 3 次，过热 1 2 级，甚至 3 级，最终组织硬度可达 65HRC 以上。 滚刀虽然是容易处理的刀具，但对模数 6 以上的大滚刀，由于其硬度不高和键槽易裂的特点，必须严加防范。 直齿三面刃铣刀 通常此类产品由于其切削速度快，切刀量大，对耐磨性、韧性要求相当高，要求高硬度但又不能崩刃。笔者就曾多次处理过这样的质量问题：用户对硬度 64 65HRC 的铣刀反应是不耐磨，换用硬度66HRC 的铣刀后，使用寿命成倍提高。同样成分的材料，不同的热处理产品可以有如此大的差别。直齿三面刃铣刀所采用的热处理工艺是在 12201230下淬火，金相级别 9.5 10.5 级，回火 34 次，过热

105、1级，最终组织硬度为 6567HRC 。 中齿锯片铣刀 GB6120标准适用直径 32315mm ，厚度为 0.36.0mm 的中齿锯片铣刀，对特别大薄的铣刀热处理工艺应该个性化，通常对中齿锯片铣刀的性能要求是韧性第一，但硬度不能太低，一般在 12051215时淬火，淬火组织金相级别达 1011 级，然后分级等温、热夹、回火 4 次，回火过程不准过热，最终组织硬度6466.5HRC 。在这类刀具热处理过程中，容易出现键槽易裂和平面度超差的问题。 大薄锯片 由于装璜及建筑行业的高速发展，市场对 2505002mm大薄锯片的需求量很大。该产品主要要求突出韧性，其次是耐磨性。相应的热处理工艺为 11

106、801200高温加热，260280等温，金相级别可达 1112 级，再回火 4 次，不准过热，硬度可达 6265HRC 。成品若再经蒸汽处理或氧氮化则效果更佳。 整体直柄麻花钻 钻头是用得最多的孔加工工具，工作条件和其他刀具不同。当进行钻削时，其切削部分深深地埋入金属内，切削条件比较苛刻，要求钻头有高的硬度和韧性，两者相比，通常后者更重要些；而对于干切削，由于工件硬度高，则是要求红硬性第一。钻头一般采用的热处理工艺为：先在 12101225时淬火，淬火组织金相级别可达 10.5 11 级，再回火 3 次，过热 2 级，可得到硬度为 6366.5HRC的回火组织。 精品好文档，推荐学习交流 仅供

107、学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 由于加工中心和数控机床的日益增多，难加工材料与日俱增，对钻头的要求也越来越高。同样钻头，用法各异，热处理工艺就截然不同，足以说明热处理工艺个性化的重要。 拉刀 拉削加工广泛应用于汽车、航空等制造业。拉刀上排列着许多齿，由于拉削幅度很宽，齿增量逐步加大，即使在很小的进刀量情况下，其阻力也是相当大的。正因为如此，拉削的速度一般比较慢，在拉削过程中，轴向承受很大的拉力，同时切削齿因受到工件的摩擦而产生热量，所以拉刀除具有一般刀具的高硬度特点，更重要的是要有很高的强度和韧性。拉刀常用的热处理工艺为 12051215油淬，两次或三次分级冷却，趁热校直，试样淬

108、火组织的金相级别 10.5 11.5 级。每次回火后必须校直，硬度可达 6466.5HRC 。 目前热处理存在的主要问题是硬度偏低不耐磨，其次是折断，应该视具体类型拉刀制订相应热处理工艺。 机用丝锥 丝锥在切削过程中，主要抗力是扭力矩，轴向力在各螺纹中已互相抵消。丝锥不需要红硬性，韧性是第一指标，所以淬火温度比较低，晶粒号可控制得很细，但硬度不能低，必须符合国家标准。 现在由于采取了韧性化低温淬火新工艺，与传统工艺相比，淬火温度降低了 1520，彻底解决了丝锥过热、脆断等弊病，实是一举多得的好事。 硬度是表面现象，金相组织才是本质。在金相组织理想( 而非合格) 的前提下，力求高硬度，达到硬度和

109、金相的良好配合。在这其中有几个关键问题不能小视： 一、不能混料，包括混炉号、混钢号、混规格。工具厂一定要分炉号管理，如果做不到就无法搞好热处理，比如成分都合格的 M2钢，若用 1220加热淬火，便可能会出现 912 的 6 个晶粒号。 二、不同冶炼方法影响热处理工艺。用中频冶炼加电渣重熔的钢和电弧炉冶炼同成分的 M2钢，热处理工艺应有所区别。后者的淬火温度应适当高些，同炉淬火前者易出现过热等毛病。 三、锻造影响热处理工艺。同一规格、同成分的 M2钢制造同一规格刀具，锻与不锻，热处理工艺也不应该相同，经改锻者，淬火温度应稍低些。这些在制订热处理工艺时都要引起注意。 四、返工件淬火温度应比常规淬火

110、低 815。由于种种原因，少数返工在所难免，因而淬火前一定要搞清楚何种原因造成返工的，再则退火情况如何，这样才能对症下药。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 五、由于 M2钢淬火温度带比较宽，从 1180到 1240跨度达 60，而不同的刀具要求不同的性能，所以热处理工作者一定要弄清楚刀具加工对象什么性能最重要，把个性化指标落实到热处理工艺中去，充分挖掘材料潜力。 铸钢件完全退火工艺规范 时间：2008-04-07 点击： 钢 种 截面尺寸 (mm) 装 炉 650700 700退火温度 冷却速度 （/h ） 出炉温度 （） 温 度 （） 保温时间 （

111、h） 升温速度 （/h ） 保温时间 （h） 升温速度 （/h ） 保温时间 （h） GZ15 200 650 - 2 120 12 120 450 ZG15 201500 400500 2 70 3 100 25 120 400 GZ25 200 650 - 2 120 12 120 450 ZG25 201500 400500 2 70 3 100 25 120 400 GZ35 200 650 - 2 120 12 120 450 ZG35 201500 400500 2 70 3 100 25 120 400 ZG15 510800 300350 3 60 4 80 58 120 35

112、0 ZG15 8011200 260300 4 40 5 60 812 120 300 ZG15 12011500 200 5 30 6 50 1215 120 250 ZG25 510800 300350 3 60 4 80 58 120 350 ZG25 8011200 260300 4 40 5 60 812 120 300 ZG25 12011500 200 5 30 6 50 1215 120 250 ZG35 510800 300350 3 60 4 80 58 120 350 ZG35 8011200 260300 4 40 5 60 812 120 300 ZG35 12011

113、500 200 5 30 6 50 1215 120 250 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 ZG45 200 400500 2 80 3 100 12 80 350 ZG45 201500 250350 3 60 4 80 25 80 350 ZG45 501800 200300 4 50 5 60 58 80 300 ZG20SiMn 200 400500 2 80 3 100 12 80 350 ZG20SiMn 201500 250350 3 60 4 80 25 80 350 ZG20SiMn 501800 200300 4 50 5 60

114、 58 80 300 ZG35CrMo 200 400500 2 80 3 100 12 80 350 ZG35CrMo 201500 250350 3 60 4 80 25 80 350 ZG35CrMo 501800 200300 4 50 5 60 58 80 300 ZG35SiMn 200 400500 2 80 3 100 12 80 350 ZG35SiMn 201500 250350 3 60 4 80 25 80 350 ZG45SiMn 501800 200300 4 50 5 60 58 80 300 ZG35SiMnMo 200 400500 2 80 3 100 12

115、 80 350 ZG35SiMnMo 201500 250350 3 60 4 80 25 80 350 ZG35SiMnMo 501800 200300 4 50 5 60 58 80 300 ZG40Mn 200 400500 2 80 3 100 12 80 350 ZG40Mn 201500 250350 3 60 4 80 25 80 350 ZG40Mn 501800 200300 4 50 5 60 58 80 300 ZG30CrMnSi 200 400500 2 80 3 100 12 80 350 ZG30CrMnSi 201500 250350 3 60 4 80 25

116、80 350 ZG30CrMnSi 5012004 50 5 60 58 80 300 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 800 300 ZG5CrMnMo 500 250300 2 40 24 70 25 80 200 ZG5CrMnMo 5011000 200 4 30 58 50 510 80 200 汽车弹簧的热处理 时间：2008-04-17 点击： 汽车上的弹簧很多，用量最大的是汽车钢板弹簧。CA 141 汽车为例：有 56 片，计283.4kg 。其它各种弹簧 146 种、374 件、计 11.1kg 。这还不包括由标准件厂供给的弹簧垫圈

117、、卡簧等弹簧和仪表、电器件厂配套用的弹簧。弹簧的外形多种多样，使用要求也不同。最重要的汽车弹簧有气门弹簧、悬架螺旋弹簧、钢板弹簧、扭杆弹簧及离合器膜片弹簧。 汽车用弹簧材料多数为中碳合金弹簧钢。上述 5 类弹簧的材料、热处理工艺及产品的技术要求见表 2-4-16。弹簧的最终热处理是淬火和回火，淬火温度应为 Ac3以上 3050，很多弹簧是热成形淬火，要保证成形所需温度，要计入成形过程中温度下降，炉口的温度又低于炉内温度，所以炉温比上述温度高。为了保证合金元素的固溶，对于感应加热温度应更高。回火温度是据产品的技术要求（如硬度）来确定的，此外盐浴炉的回火温度要比电阻炉高些，而回火时间则相应短些。表

118、中所列温度仅供参考，应据实际情况作适当调整。 冷成形的弹簧应作去应力退火。此外，有些弹簧冷成形过程中需进行再结晶退火或正火等热处理工艺。这些工艺将在后面分别讨论。 1) 气门弹簧 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 气门弹簧是内燃机的关键零件，它和凸轮轴、挺杆、进排气阀门一起控制发动机的进气和排气。气门弹簧的服役条件苛刻，每分钟振动频率高达 25003000 次，工作应力高达 700800MPa ，工作温度高达 120150。在这种条件下长期工作（2.3107 次以上应力循环）后不允许有疲劳裂纹、断裂破坏，永久变形不能大于规定值，负荷特性不许过多下降、即

119、抗应力松驰（在应变恒定条件下，应力随时间延长而下降称应力松驰）特性高。气门弹簧的断裂事故所产生的后果是很严重的，因此，它被汽车、内燃机行业列为作用极其重要的“A”类零件。 气门弹簧的钢丝直径 d 大多在 2.5 5.5mm范围内，常用油淬火回火或退火状态的弹簧钢丝。油淬火钢丝卷成弹簧后只需去应力退火处理，最佳的去应力退火可取得最低松驰率，如 50CrVA为 400。而退火状态弹簧钢丝卷簧后应进行淬火、回火处理，淬火易脱碳、变形，对使用性能影响很大。为了保证气门弹簧的品质稳定，现在汽车的气门弹簧已普遍使用油淬火回火弹簧钢丝。这种纲丝的弹簧组织均匀一致，它们在钢厂经过剥皮和两次涡流探伤（周向和纵向

120、）有缺陷的部位均已在出钢厂前用色漆标记。 图 2-4-16是 90 年代先进水平的气门弹簧生产线。该线年产量 1000 万个气门弹簧。气门弹簧直径 1742mm ，高度 3070mm ，线径 2.5 4.5mm，生产工人每班 7 人。 该线上的分选器是用色斑探测器自动剔除不合格件。该线能自动控制弹簧的选料长度。卷簧后在回火炉进行回火处理、回火后快冷。喷丸是逐个通过的，喷丸效果稳定均一。为保证轿车气门弹簧具有足够高的抗松驰特性，它们均应通过 200250的热定形处理（488 发动机气门弹簧是压缩至并圈在 240保温 20min）后快冷完成的。中型载货汽车的气门弹簧只需在室温压并 35 次，以保证

121、服役后尺寸稳定。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 最后，成品尚需 100检测，通过负荷分类机将气门弹簧按负荷特性进行分类，并自动上色记。此外还对弹簧的内外径、自由高度、垂直度等尺寸自动检测，还应探伤剔除有裂纹、折叠、气泡、划痕等缺陷的气门弹簧，合格件经喷腊或浸防锈液后包装。 钢的氮化及碳氮共渗 时间：2008-04-17 点击： 钢的氮化（气体氮化） 概念：氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程，其目的是提高表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。 它是利用氨气在加热时分解出活性氮原子，被钢吸收后在其表面形成氮化层，同时向心部扩散。 氮化通常利用专

122、门设备或井式渗碳炉来进行。适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴（如镗杆、磨床主轴），高速柴油机曲轴、阀门等。 氮化工件工艺路线：锻造退火粗加工调质精加工除应力粗磨氮化精磨或研磨。 由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要先进行调质热处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。 钢在氮化后，不再需要进行淬火便具有很高的表面硬度大于 HV850 ）及耐磨性。氮化处理温度低，变形很小，它与渗碳、感应表面淬火相比，变形小得多 钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上碳氮共渗又称作氰化。目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较是广。

123、中温气体精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度，低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。 渗碳淬火浅谈 时间：2009-06-10 点击： 大多数的渗碳钢都采用低含碳量高合金材料，在齿面渗碳淬火后，心部还能保证一定良好的机械性能，我们厂大多采用的渗碳钢种为 20CrMnMo ，20CrNi2Mo，17Cr2Ni2Mo，一直以来我们沿用渗碳工艺采用为渗碳+一次淬火+回火。需要达到的要求为： 1. 表面高倍组织主要包括回火马氏体和游离碳化物。允许存在可见的低于 20的残余奥氏体。 2.

124、 不允许有互相连接的完全包围晶粒的网状碳化物。 3. 在 500X不应有可见的完全脱碳现象。 4. 表面碳含量从试棒上确定，表面含碳量的理想值应为 0.7 0.9 。 5. 不允许有在 500X下可见的微小裂纹。 6. 晶间氧化不宜超过试棒表面下的 0.025mm 7. 心部高倍组织达到使齿轮能够被适当的奥氏体化，从而对其进行硬化。在放大500X不允许有可见的块状铁素体，高倍组织应主要包括回火马氏体。 在工艺的执行过程中，许多厂家都会遇到这样的情况； 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 1. 渗碳结束后，试块表层有网状碳化物，这是造成后期淬火裂纹及磨削裂

125、纹的主要原因。 2. 渗碳结束后，工件表面硬度达不到理想硬度值，这种情况比较复杂，在排除设备及工艺原因的基础上，多数认为是由于工件齿面表面脱碳造成的，也有因为加热温度不当，保温时间不当或是冷却速度不够等原因造成的( 如下图) 。 3. 残余奥氏体偏多。它的形成原因是由于第一，加热温度高，第二加热时间长，第三，冷却设备的限制，造成过冷度的增加。残余奥氏体的存在是必然的，在工件完全奥氏体化后经过淬火冷却，一部分奥氏体是来不及转变的，尤其是对于渗碳钢而言，整体的奥氏体区上移( 图三) ，而表层高碳区奥氏体区下降，同时 Mf 线下降到 0以下，所以，在没有过冷处理的前提下，奥氏体转变是不会完全的。 精

126、品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 2005 年 3 月份，我厂的 1.61.8就曾经出现过连续 4 炉次工件出现网状碳化物的现象，我们对此做了严格的分析。表面网状碳化物的形成应该是多方面的原因，第一、在高温渗碳阶段后期，也就是扩散阶段，如果碳势偏高，表面碳含量自然会偏高，随着奥氏体区的整体上移，表面高碳点已经跨过 Acm线下方，在渗碳结束的同时，已经有一部分二次渗碳体析出，沿奥氏体晶粒呈包围网状。第二、渗碳温度过高，时间过长，造成晶粒迅速长大，在冷却过程中，如果速度不够快，碳化物就必然会沿粗大晶界处析出，最终形成网状( 如图一、二) 。 精品好文档，推荐

127、学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 我们的出发点是解决炉体本身，首先炉内碳势不能过高，其次从工艺上讲保证碳化物尽量不要析出。解决的方法是将炉子空炉状态下空烧，排除炉体在长时间渗碳过程中造成的积碳；用专用的十万分天平做铁箔试验，定准几个渗碳状态碳势；以 40mm的渗碳试棒放入吊挂孔，用图四：500( 含碳量 0.40 ，硝酸酒精腐蚀) 以做表面碳化物的实验，同时做剥层实验。这就有效的控制了炉体本身原因所造成的表面碳化物超标。 如果炉内碳势正常的情况下，是否也存在形成网？有这种情况，层深在一定程度上决定了它的最终状态，随着层深的增加奥氏体会逐渐长大，如果渗碳结束后冷却速度不

128、够快的话，碳化物会沿着粗大晶粒的晶界处形成网。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 这种情况可以适当的加快冷却的速度，由于快冷的作用，使这个过程成为了细化晶粒的过程，一方面碳化物析出的数量少，另一方面碳化物呈颗粒状存在，使它形不成网状，很大程度上消除了网碳带来的隐患。如果炉子的冷却能力达不到，可以采用二次淬火工艺。 在实际生产过程中，我们根据自身的经验及现有设备条件摸索出以下三种可行性渗碳淬火工艺： 1. 渗碳一次淬火工艺： 一次淬火工艺如上图所示，工件经过渗碳后冷却至一定温度保温一段时间，速度快的话，在高碳的渗碳层中只有少量的碳化物析出，降低奥氏体的含

129、碳量，提高 Ms点，使淬火下来的残余奥氏体量减少，提高淬火硬度。然后重新加热淬火，加热温度的选择应兼顾表层和心部，使表层不至过热，而心部有得到充分强化，提议可选择略高于 AC3的温度( 约 830860)，如果要强调表层的组织和性能，则应加热至 AC1 AC3之间进行不完全淬火。淬火后还需低温回火 (160 200)，以消除淬火应力，降低脆性。 2. 渗碳直接淬火工艺： 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 直接淬火工艺是将工件自渗碳温度欲冷到淬火温度，进行油冷淬火，预冷到淬火温度的同时，亦可以降低淬火热应力，减小变形；在高碳的渗碳层中有少量的碳化物析出，

130、降低奥氏体的含碳量，提高Ms点，使淬火下来的残余奥氏体量减少，提高淬火硬度。淬火后还需低温回火(160 200)，以消除淬火应力，降低脆性。但容易使工件晶粒粗大，建议浅渗层使用。 3. 渗碳二次淬火工艺： 对于性能要求很高的零件，或是由本质粗晶粒钢制成的零件，渗碳后应采用二次淬火法，其工艺曲线如上图所示，第一次淬火温度在主部的 AC3以上( 约 850 890)，目的是细化心部的组织，改善心部的性能，同时可以消除表层的网状碳化物；对心部的性能要求不太高时，可以用正火代替第一次淬火。第二次淬火加热至 AC1+30 50，进行不完全淬火，目的是细化表层组织，使表层获得细小的隐晶马精品好文档，推荐学

131、习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 氏体加均匀细小的颗粒状碳化物组织，并减少残余奥氏体量。淬火后还需低温回火(160 200)，以消除淬火应力，降低脆性。 如果经过上面的渗碳十二次淬火后，加 180低温回火，金相组织出来结果表明各项指标均达到要求，其结果完全达标。下表是我们曾经做过的工作令为 JS0405011 的渗碳淬火件经过二次淬火所达到的组织状态，相对一次淬火和直接淬火而言，它所达到的结果更接近我们理想的结果，至于机械性能不会有太大的差异。 以上这些工艺手段在很大程度上解决了当前生产所遇到的实际问题，尤其是对网状碳化物，当然工艺的执行最终是为了达到工件的使用性能，不

132、管采用那种渗碳工艺，都要依据它的实际使用情况，生产中出现的问题也许正是工件使用中出现失效的根源，所以工艺的进步是建立在工件使用条件的变化上的，正确选择并变通工艺是工艺进步的关键。 弹簧的去应力退火 时间：2008-04-17 点击： 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 采用冷卷工艺卷制的螺旋弹簧，普遍选用铅浴等温淬火冷拔钢丝( 碳素弹簧钢丝、琴钢丝)和油淬火回火弹簧钢丝。用这些钢丝冷卷制成的弹簧，不需淬火处理，但必须进行去应力退火。去应力退火通常简称为回火，有时也称消除应力回火或去应力回火。 去应力退火的目的是： 1) 消除金属丝冷拔加工和弹簧冷卷成形的

133、内应力； 2) 稳定弹簧尺寸，未经去应力退火的弹簧在后面的工序加工中和使用过程中会产生外径增大和尺寸不稳定现象； 3) 提高金属丝的抗拉强度和弹性极限； 4) 利用去应力退火来控制弹簧尺寸。如有时将弹簧装在夹具上进行去应力退火能起到调整弹簧的高度。去应力退火所用的热处理设备有如下几种。 1) 连续式热风回火电炉。该电炉近年来在弹簧制造业中广泛采用，它的优点是可准确地控制温度和时间，省电。若把该电炉配置在卷簧机前面，即可实现卷簧和去应力退火自动生产线。 2) 热风循环回火电炉、箱式电炉。炉温比较均匀，但保温时间要比硝盐炉长得多，3) 硝盐回火炉。该炉一般由弹簧制造厂自行制造。硝盐炉的优点是加热速

134、度快，保温时间较其他炉短。缺点是温度不均匀，炉内的液体有侵入弹簧表面的倾向，尤其对油淬火回火弹簧钢丝不利。经硝盐炉处理的弹簧，应进行水冷清洗，然后浸入防锈水中浸泡数分钟，以防生锈。 用电炉去应力退火时，其保温时间应比用硝盐炉的保温时间适当延长。 弹簧在炉中加热要排列整齐，形状特殊或容易变形的弹簧应配置相应的辅助工具。 1 去应力退火温度和时间的确定 去应力退火温度，通常在 150350的范围内选取。总的原则是材料直径细的应采用较低的温度，粗的要采用较高的温度。在材料直径相同的条件下，有些材料的强度高，韧性稍差，则温度可取得高一些。油淬火回火弹簧钢丝卷精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如

135、有侵权请联系网站删除 谢谢72 制的弹簧要比碳素弹簧钢丝和琴钢丝卷制的弹簧温度高一些。对螺旋压缩弹簧和螺旋扭转弹簧推荐采用表 1 所列加热温度和保温时间。 表 1 去应力退火温度及保温时间 弹 簧 材 料 去应力退火规范 类别 规格mm 去应力退火温度 保温时间min 冷却方式 碳素弹簧钢丝 琴钢丝 1 12 235 356 68 240260 260280 280300 300320 320340 1020 1525 2030 2030 2535 空气或水 油淬火回火弹簧钢丝 2 2 360420 380460 2030 2535 空气或水 奥氏体不锈钢丝 3 3 280320 320360

136、 2030 3040 空气或水 硅青铜丝 锡青铜丝 1 126 26 170180 180200 180220 40 60 6090 空气或水 铍青铜丝 18 1826 26 240300 240310 280310 60 6090 6090 空气或水 螺旋拉伸弹簧去应力退火温度和保温时间对弹簧的初拉力有很大的影响，温度低、时间短，则保留的初拉力大；反之则保留的初拉力小。图 1 是退火温度与初拉力之间关系的实验值。一般可在 200300的范围内选取，保温 2030min。若希望保留较多的初拉力，温度可低至 180。应指出的是螺旋拉伸弹簧的初拉力应以卷簧控制为主，去应力退火温度只起到辅助作用。

137、精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 图 1 拉伸弹簧退火温度与初拉力关系 螺旋拉伸弹簧和螺旋扭转弹簧的第二次去应力退火温度应比第一次低约 20，保温时间也可缩短些。 经抛丸处理后的弹簧的去应力退火温度一般在 180220，保温时间为 2030min。 需采用去应力退火的方法来调整弹簧尺寸时，其温度应比一般介绍的温度高 20左右。 2 去应力退火对弹簧直径、总圈数的影响碳素弹簧钢丝、琴钢丝卷制成弹簧后，经过去应力退火工序，一般来说其直径要缩小、总圈数要增加。直径的收缩量与旋绕比有关，旋绕比愈大，收缩量愈大。因此在批量生产前应进行首件试样，待试样确定后方可投

138、入批量生产。去应力退火处理后弹簧直径的收缩量 D2和总圈数的增加量 n 可按下列经验公式估算 D2KtCD2T ( 公式 1) 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 n=(1+)n1 ( 公式 2) 式中 C旋绕比； T去应力退火温度； D2弹簧外径； Kt 变形系数它与卷制方法有关，有心卷制 Kt610，无心卷制 Kt44X10 ； 铜合金线和奥氏体不锈钢丝卷制的弹簧经去应力退火处理后其直径涨大，应留有余量。 GCr15 轴承钢 的热处理工艺及热处理作用 时间：2008-04-13 点击： GCr15钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬

139、轴承钢。经过淬火加回火后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。该钢冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，对形成白点敏感性能大，有回火脆性。 化学成分/ 元素含量（% ） C：0.95-1.05 Mn ：0.20-0.40 Si：0.15-0.35 S ：=0.020 P:4mm 6466 6567 2 密齿大薄片铣刀 6265 6466 不许过热 车刀 416mm 6466 6667 2 16mm 6567 6668 4 齿轮滚刀 6466 6567.5 2 中齿锯片铣刀 螺钉槽铣刀 厚度1mm 62.5 65 6465.5 不许过热 厚度1mm 63.5 66 6567 1

140、 立铣刀 6mm 63.5 66 6566.5 1 6mm 64.5 66.5 6567 2 三面刃铣刀 厚度8mm 6466 6567 1 厚度8mm 6466.5 6567 2 磨牙机用丝锥 M3 8 6265 6466 不许过热 M8 6366 6567 不许过热 凹凸半圆铣刀 6466 6567.5 1 角度铣刀 63.5 66 6467 1 拉刀 63.5 66 6467 不许过热 推刀 6466 6567.5 1 插齿刀 6466 6567 1 刨齿刀 6466 6567 2 剁刀片 6264 6365 不许过热 锥齿轮铣刀 6466 6567 不许过热 精品好文档，推荐学习交流

141、仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 在高速钢刀具产品中，只对硬度作具体规定，用 HSS制造的刀具，除钻头、中心钻有下限硬度(HRCP63) 要求外，其余产品一律为 6366HRC ，而对韧性未作任何要求。 几十年的实践证明，过高的硬度反而使刀具的寿命下降。60 年代初，全国工具行业总工程师会议曾决定，高速钢刀具硬度超过 66.5HRC 不得出厂。由于当时超硬高速钢和粉末高速钢还未应用，那样的规定对促进刀具业的发展有指导意义。到了 70 年代，日本学者提出“对于一般刀具把硬度控制在 65 66HRC” 的观点。从全国历年刀具行评结果可知，凡获一等品、优等品的高速钢刀具，其硬度都在

142、65HRC 以上，足以说明，低硬度不可能高寿命。国家规定的硬度下限指标，笔者认为只是合格品的最低水平，如果连合格品标准也达不到，在市场竞争中就没有立足之地。 这里应该特别指出的是，同规格刀具，常因材料不同而使热处理工艺各异，尽管硬度完全相同，但刀具寿命不尽相同，甚至有较大的差距，就是同炉号相同材料制造的同规格刀具，也会出现上述情况。硬度只是表面现象，金相组织才是本质的东西，光测硬度不看金相不可取。高硬度并非高寿命，刀具寿命的高低，还与原材料碳化物偏折、淬火晶粒度、碳化物溶解程度、回火情况、过热级别等诸多因素有关。通过何种热处理工艺达到工艺要求的硬度值，历来是热处理行家们关心的问题，其中淬火加热

143、温度最为重要，稍有疏忽，就会出现质量问题。常用高速钢淬火温度见表 2。 表 2 常用高速钢淬火温度 牌号 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 W9Mo3Cr4V W2Mo9Cr4V W7Mo4Cr4V W4Mo3Cr4V W6Mo5Cr4V2Al 推荐淬火温度() 12601290 12101230 12201240 11801200 12101240 11601185 12001215 牌号 W2Mo9Cr4VCo8 W6Mo5Cr4V2Co5 APM23 HAP50 S390PM CPM M4 推荐淬火温度() 11601190 11901215 11701190 11801220 11

144、901230 11701190 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 1. 除大规格钻头、车刀以及滚刀淬火金相奥氏体晶粒度为 99.5 级外，其余刀具淬火金相宜控制在1010.5 级较妥： 2 粉末高速钢淬火金相为 1011 级： 3 回火温度一般为 550560，回火 4 次。 3 结语 高速钢刀具的硬度是影响刀具寿命的主要指标，硬度高，耐磨，但韧性差。硬度过高在使用中易发生崩刃， 导致刀具永久性失效：硬度适中，韧性好，使用中难免要磨损，但可以修磨使刀具恢复原有的功能。当被切削材料硬度高时，刀具的硬度取上限，反之取中下限。硬度 6364HRC 的刀具，虽

145、然达到国家标准，但在实际使用中，寿命不会很高。 综上所述，如何给高速钢刀具定值定位，如何将硬度和韧性匹配好，可能是刀具工作者、热处理工作者研究的永恒课题。 渗碳件常见的缺陷及防止和补救措施 时间：2007-11-09 点击： 渗碳件常见的缺陷及防止和补救措施如下； 1） 深层过浅：产生的原因主要是加热温度低，时间短，炉内的碳势低等原因造成的。应针对具体原因采取防止措施。深层过浅可采取补渗予以补救。 2） 渗层过深：产生的原因主要是加热温度高，时间长，炉内的碳势高等原因造成的。应针对具体原因采取防止措施。但对已超过标准要求的是无法补救的。 3） 渗层深度不均匀：产生这种缺陷的主要原因是炉温不均匀

146、，炉内碳势不均匀，或工件表面不净。防止方法主要是改善炉内温度和碳势的均匀性，清洁工件表面。这类缺陷可在比较缓和的渗碳气氛炉内重新渗碳，使其扩散均匀。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 4） 渗碳层脱碳：产生这种缺陷的主要原因是渗碳后期碳势降低太大，或是出炉冷速慢，零件在高温下与空气接触时间太长，或在重新加热时炉气保护不良等，防止办法采取相应措施，可以用补渗的办法补救。 5） 网状碳化物：产生网状碳化物的主要原因是炉内碳势太高，或是渗碳后的冷却速度太慢。可通过控制合适的碳势，或加大冷却速度来防止。已有的网状碳化物可以通过正火处理来消除。 6） 残余奥氏体

147、量过多：钢中的合金元素较多碳浓度过高，淬火温度高时易产生多量残余奥氏体。适当降低碳势和淬火温度可防止产生多量残余奥氏体。采用长时间的较高温度回火可使残余奥氏体分解，也可以采用重新加热淬火及深冷处理等方法进行补救。 7） 黑色组织：渗层中的黑色组织通常因升温期排气不足，晶界发生氧化而使合金元素贫化造成在淬火后出现驱氏体和贝氏体。这种组织对零件性能有很坏的影响，而且是不可挽救的，应按上述因素采取预防措施。 丝锥热处理的工艺细节 时间：2007-10-29 点击： 在机械加工中，丝锥是最常见的一种切削工具，用来加工内螺纹扣，由切削部分和柄部组成。在切削过程中除受到多种应力作用外还受到强烈摩擦作用。因

148、此，要求丝锥在热处理后具有高的强度、硬度、耐磨性和较小的畸变。根据以上要求，制造丝锥的材料一般选用T12A、T10A碳素工具钢，CrWMn 钢、 9CrSi和 W18Cr4V高速钢、W6Mo5Cr4V2 钢等。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 在丝锥的热处理生产过程中，由于人们经常忽略其中的一些细节，造成丝锥热处理畸变，甚至开裂报废，出现较高的废品率，造成较大的经济损失。为此在生产中应注意以下问题： 制造丝锥的材料在机械加工前要进行质量检查，材料的显微组织应是球化组织，碳化物细小且分布均匀。若材料的显微组织为片状珠光体以及碳化物尺寸过大、不均匀度过高

149、甚至存在网状碳化物，丝锥的塑性降低，淬火畸变开裂倾向增大，且增加刀尖的脆性，容易崩刃，降低丝锥的使用寿命。 在丝锥淬火前为了减少淬火时畸变开裂倾向，特别是对于精度要求较高的丝锥应消除前期工序中产生的机械加工应力。 丝锥在淬火前，均应进行预热，以降低温差减少热应力，降低丝锥的畸变倾向。特别是对于 W18Cr4V 高速钢，由于淬火加热温度较高，若把冷态的丝锥放入高达 1280的高温盐浴炉中直接加热，由于加热速度较快，会造成很大的热应力，增大畸变开裂倾向。所以丝锥在淬火加热前均应进行预热，以减少温差、降低热应力。 丝锥热处理时，可以只对其刃部和柄部淬火，而中间过渡部分不淬火。这样可以使过渡部分有韧性

150、，以利于以后校正的进行。淬火加热温度应尽量选择较低的温度，以防晶粒粗大，降低丝锥的强度、塑性和韧性。尤其是小直径丝锥，宁可降低一些硬度，也必须使其保持一定韧性，绝对避免高温淬火。与此同时淬火加热时间也不应过长，否则过高的加热温度和保温时间，也会导致丝锥晶粒粗大、脱碳、过热甚至过烧现象，影响其性能和使用寿命，甚至报废。 淬火后的丝锥应立即回火，防止长时间放置。回火温度要根据丝锥的硬度要求而定，且还需注意以下两点：根据淬火情况适时调整回火温度；避开钢的第一类回火脆性区，如精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 CrWMn 钢的回火温度为 250300。回火保温时

151、间应尽可能长一些。碳钢和合金钢丝锥热处理后的硬度以 6163HRC 为宜，高速钢以 6366HRC 为宜。 实践证明“细节决定成败”，如果在丝锥的生产过程中注意以上细节，会大大降低丝锥的热处理缺陷以及畸变和开裂，提高丝锥的合格率和使用寿命，降低生产成本增加经济效益。 低压脉冲真空热处理新技术 时间：2007-10-14 点击： 低压脉冲真空热处理概述 热处理是机械制造四大基础行业( 铸造、锻造、热处理、焊接) 之一，是机械产品制造过程中一个十分重要的关键工序。机械工程离不开模具工程，模具工程与热处理密切相联。热处理是通过将金属材料置于一定的介质中加热、保温、冷却以改变其表面或内部组织结构而达到

152、预期的性能要求。它是保证机械零件和工模具内在质量的主要手段，是充分发挥金属材料潜力、节约材料的有效途径。正确地进行热处理可以提高零件和工模具使用寿命，提高产品质量，增强产品的市场竞争力。 我国加入可 m后，制造业面临着新的机遇和挑战，同时也将进入一个新的重要发展时期。然而，我国的热处理技术水平和发达国家相比，差距仍很大。主要表面设备、工艺落后，老三炉( 箱式、井式、盐浴炉) 居多，可控气氛和真空炉少，加热炉的效率低，能耗大，零件氧化脱碳严重等，往往产品质量得不到保证。 随着汽车、摩托车、信息产业、工程机械、农机、航空航天、兵器、环保设备和机械基础件等行业的发展，特别是工模具行业的迅速发展，我国

153、广大的中小热处理厂点正在精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 积极采用先进技术，不断进行技术改造和设备更新，努力实现“优质、高产、低耗”生产。适合我国国情的热处理设备将是一些投资规模较小 的专用设备或柔性较大的生产线。 针对国内外发展趋势和国内需求，我们经过多年研究和实践，研发了“低压脉冲真空热处理工艺”及相关的热处理设备，包括低压脉冲真空渗氮炉、渗碳炉、少无氧化加热炉等新型设备。这正是广大处理工作者梦寐以求的优质、低耗、高效、环保的绿色炉业精晶，是具有中国特色、符合国情的又一系列创新产品。这种热处理设备可实现低压脉冲真空渗氮、渗碳、氮碳共渗、碳氮共渗、氧

154、氮共渗、多元共渗以及少无氧化加热等工艺。 所谓“真空处理”是指将工件置于负压条件下加热到所需温度，然后以不同冷速进行冷却的一种热处理工艺方法。而低压脉冲真空热处理是集真空热处理和脉冲热处理的优点于一身的热处理工艺技 术，应用这项技术可将老式的传统的热处理和陈旧的常规热处理工艺进行更新换代。 众所周知，热处理质量取决于热处理工艺及设备，先进的热处理设备不仅能正确完成热处理工艺而且兼有节能、防止污染功能，从而实现节能、精密和绿色热处理。 1 低压脉冲真空炉的工作原理、设备结构和工艺特点 用低压脉冲原理制造的真空炉，可克服老三炉的缺点，同时拥有真空炉和可控气氛炉的优点，既可实现少无氧化加热，又能进行

155、可控气氛加热，而没有其售价高、维修难的缺点。此项工艺还拥有自动控制炉压的功能，能达到快速排气和提高渗碳、渗氮速度之目的。此炉的工作原理、设备结构及热处理工艺主要的技术特点简述如下： 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 1.1 工作原理 工件在设定的低真空上下限范围自行脉循环加热，炉气在设定的工艺时间周期内自行反复吐故纳新，可解决工件在渗氮、渗碳过程炉气老化及密装所引起的渗层不均匀等技术难题。这种先在低真空范围脉冲加热，接着进行正压加热的工艺，我们主称之为低压脉冲真空热处理。此工艺技术用在箱式无氧化加热炉上也是十分有效的。炉膛在低真空( 负压) 至正压大范

156、围脉冲调压加热以中性气体迅速置换炉膛中的空气、水分等含氧介质，而后以工艺规定的渗剂使工件在设定的气氛中加热，加热后若在炉内冷却即可实现少无氧化热处理。 应特别指出，脉冲( 渗氮、氮碳共渗) 工艺有三种炉压变化方式： 负压脉冲：炉压在1 个大气压状态下周期性变化； 正压脉冲：炉压在1 个大气压范围周期性变化； 正负压脉冲：上压为正值，下压为负值的脉冲，而脉冲真空可以认为是真空与非真空的交替。低压脉冲真空热处理利用的是正负压脉冲原理。 本公司的低压脉冲真空热处理的炉压变化是在指定的时间内从设定的负压升至设定的正压，并在此压力下保持不同的时间，而后迅速降压至设定的负压，然后再开始第二个周期性的调压加

157、热，如此循环处理，直到完成工艺所需的时间为止。 1.2 设备结构特点 低压脉冲真空炉最高工作温度可达(1150 ，有井式和箱式两种炉型。 1.3 主要的技术特点 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 1.3.1 提高生产效率，降低生产成本 . 工件人炉后通过抽气将炉内空气排出，达到快速排气，减少换气时间，提高渗速，从而缩短生产周期，提高生产效率，降低了生产成本。 1.3.2 可获得高质量渗层 脉冲抽气对工件表面有脱气和净化作用，在低真空状态下增强了工件表面活性，提高了工件表面对所渗元素的吸附能力，扩散加快，从而获得致密均匀的渗层，同时可以防止内氧化，避免产

158、生黑色组织提高渗层质量。 由于脉冲过程是以抽气一充气或充气一放气交替更换炉气，新老气交换可以到达任何部位和角落，解决了对于带有小孔、盲孔、狭缝的零件渗不到或渗层不均等技术难题。 由于正负压脉冲相比纯负压脉冲，脉冲幅度大，炉，不像真空炉那样整个炉壳通水冷却，而是只在炉门密封处通水冷却，使水耗、电耗明显减少；安装自动换气装置，实现自动进排气。炉门同炉体接触处用橡胶密封，炉衬采用陶瓷纤维装配式结构，少用耐火砖。并在其外表涂多晶态矿化黑陶瓷涂料；增设内炉门，炉底中部安装进气盘，让中性、惰性等气体自行定量、定时地进入炉膛，也可从炉盖滴人保护剂，使工件加热后达到少无氧化。后墙和炉顶配热电偶，分别用于控制和

159、记录炉膛温度，采用智能化程序控温。中温炉的电热元件为螺旋形，高温炉用弓形电阻丝或电阻带，对于炉膛表面积小者采用低压供电。渗氮或氮碳共渗的化合物层可得到有效的控制，能满足不同材料的技术要求。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 由于正负压脉冲比负压脉冲调压幅度大，因此更能提高渗氮或氮碳共渗速度，也更能提高小孔、盲孔、紧压面的渗层面质量均匀性，达到普通渗氮所无法实现的热处理效果。 1.3.3 提高设备利用率 在低压脉冲真空状态下，工件可以密装，提高了设备利用率。 2 展望 低压脉冲真空热处理是真空热处理的又一创新技术，它有助于提高热处理质量、提高生产效率、降

160、低生产成本、促进我国热处理行业的技术发展。 随着低压脉冲真空热处理技术及其应用的不断完善和发展，高质量、低成本，热处理的节能、精密、高效、环保、与可持续发展，将是本技术发展的重要方向。 锻模的热处理变形和预防 时间：2007-10-14 点击： 锻模的热处理变形和预防 锻模失效有多方面的原因，本处权分析由于材料热处理的原因所引起的模具失效。 （一） 开裂（5 点） （二） 裂纹（8 点） 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 （三） 变形（7 点） （一） 开裂 1 钢材内在质量引起开裂：严格控制钢材内在质量。 2 原始组织粗大：通过适当的预先热处理改善组

161、织。 3 淬火温度过高或保温时间过长：正确掌握加热处理改善组织。 4 在回火脆性区内回火：尽量避免在回火脆性区内回火。 5 回火温度偏低或回火时间不足：选取合适的回火工艺。 （二） 裂纹 1 原材料有显微裂纹：严格控制原材料内在质量。 2 热处理操作不当（加热速度太快，冷却剂选取不当，冷却时间过长）：注意预热，选取合适的冷却剂。 3 模具形状特殊，厚薄不均匀，带尖角和螺纹孔等：堵塞螺纹孔，填补尖角，包扎危险截面和薄壁处，采取分级淬火。 4 未经中间退火面再次淬火：返修或翻新模具时，须进行退火或高温回火。 5 淬火后未及时回火：及时回火。 6 回火不足：保证回火时间，合金钢应按要求次数回火。 7

162、 磨削操作不当：选择正确的磨削工艺。 8 用电火花加工时，硬化层中存有高的拉伸应力和显微裂纹：改进电火花加工工艺；进行去应力回火；用电解或腐蚀法或其它方法除去硬化层。 （三） 变形 1 钢中存在碳化物偏析与聚积：选择合适的锻造工艺。 2 大型锻模选用了淬透性低的钢种：正确选用合适的锻造钢种。 3 表面脱碳或机加工时未清除掉表面脱碳层：注意加热保护，盐浴脱氧。 4 淬火温度过高，加热时间不足：严格控制淬火工艺。 5 碱浴水分过少：严格控制碱浴水分。 6 在冷却剂中的停留时间不足：增加停留时间。 7 回火温度过高：选择合适的回火温度。 刀具热处理工艺操作技巧 时间：2009-07-16 点击： 精

163、品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 热处理工艺过程多数是周期作业，是一项集体操作。因此，热处理工艺加工存在着工作界限不明确，如一批零件淬火可能由两个班次完成，淬火和回火常常由两个班次完成等，加之作业人员素质参差不齐，管理措施小够完善，生产过程中经常会出现质量问题。而出现问题后，分析问题，查找原因，不仅费时、费力，有时甚至找不出真正的原因。 下面笔者把多年来在生产现场中解决问题的一些思路和方法进行了归纳，为读者提供一些有益的参考。 1. 渗碳淬火齿轮硬度低 一批在( 日本)Unicase滴注式气体渗碳氮化炉中渗碳淬火的 800 多件齿轮，要求渗碳淬火后表面硬

164、度 5863HRC ，而抽检时零件的表面硬度为 5256HRC 。这是渗碳问题，还是淬火问题；淬火是加热问题，还是冷却问题，一时很难下结论。由于这批齿轮的生产任务紧急，笔者把已检测的齿轮取 3 件用铁丝捆绑，在盐浴炉内重新加热，在油槽中淬火冷却，约3040min 后，最后检测淬火硬度为 6365HRC 。把这批齿轮重新加热淬火后，抽俭硬度全部合格。这种快刀斩乱麻的办法，虽不一定能找出问题的真正原因，但却解决了生产的燃眉之急。 2. 棒料淬火裂纹 有一批 14mm240mm 的 40Cr 俸料经调质处埋后，过了约一周时间( 使用时) 才被发现几乎全部开裂，裂纹形状为纵向单裂纹，多数裂纹裂透棒料的

165、两端面。据此判断裂纹为淬火裂纹，而当班的操作人员却不认帐。查作业记录，只能查到该批棒料为二班淬火、三班回火，而零件材料、淬火温度和冷却介质等工艺参数都没有记录。笔者取一根棒料与 45 钢接头一同在盐浴炉中加热，然后在盐水中淬火冷却，冷却后约 2030min，该棒料开裂，并且裂精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 纹形状与上述裂纹形状相同。在事实面前，操作人员才承认是误将该批棒料当成 45 钢进行了淬火。 3. 箱式电阻炉退火硬度不均匀 我公司生产的叶片泵的泵轴棒料，其材料为 38CrMoAlA 。工艺路线为：退火带锯下料粗车调质精车磨削氮化。带锯下料时，经

166、常发现一根棒料上硬度不均匀、局部硬度偏高，下料效率低，锯条磨损快。经分析，是因装炉时棒料长或棒料靠前。该箱式电阻炉炉口处既没有加热电阻丝，热量损失又大，因此对于一般箱式电阻炉，装炉时零件应距离炉口内侧 200300mm ，才能保证炉内零件加热温度均匀。 4. 铸铁淬火应控制微量合金元素 铸铁导热。性差，淬火冷却时一般用油冷。铸铁的基体与钢相同，也是由珠光体和铁素体组成。铸铁含碳量高，含碳量增加虽然能够增加淬透性，但毕竟增幅不大。因此，提高铸铁件的淬透性：就靠铸铁中微量合金元素的作用，控制好合金元素含量，才能保证热处理淬火质量。 我公司生产的叶片泵定子，材料为耐磨合金铸铁，要求热处珲硬度 505

167、6HRC 由于铸件中 Cr、Mo 、Mn和 Sn 等合金元素含量控制不好，因而热处理淬火后硬度不均匀，硬度偏低等现象时有发生。有人曾提出，淬火后硬度偏低是由于铸件铸态基体组织中珠光体比例少，要求在淬火前增加正火工序。试验表明，铸件经正火后再淬火，硬度依然偏低。事实上，在相同的铸造条件下，铸件铸态基体组织中珠光体所占比例的多少，与其微量合金元素的含量有关。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 5. 结语 工艺加工过程中出现的许多问题，实际上都是由于工艺过程控制不严、生产管理混乱所致。文中虽然提出了一些解决问题的思路和方法，但笔者思之再三，总觉得不是上策。

168、轴承钢的锻造及热处理工艺 时间：2007-10-06 点击： 轴承钢全名叫滚动轴承钢，具有高的抗压强度与疲劳极限，高硬度，高耐磨性及一定韧性，淬透性好，对硫和磷控制极严，是一种高级优质钢，可做冷做摸具钢。比重：7.81 ( 一) 轴承钢锻造温度 (1) 始锻温度：1150(1120) 终缎温度：850(800) 度。 (2) 锻造前清除表面缺陷，尽量预热后在快速加热。 (3) 温加工时，应避免 200400 度的蓝脆区。热加工时，应避免进入高温脆区( 大于1250) 。应尽量避免进入热脆区(800950 度) 。今日焦点： ( 二) 锻后热处理 (1) 锻后预先热处理( 球化退火) 最终热处理

169、( 淬火+低温回火) (2) 球化退火目的：降低硬度，便于加工，为淬火做准备。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 球化退火过程：加热到 750770 度，保温一定时间，在缓慢冷却到 600 度以下空冷。 (3) 各种轴承钢淬火+低温回火及硬度表 钢号 淬火温度及淬火介质 低温回火 硬度 HRC GCr6 800820 水或油 150170 6264 GCr9 800830 水或油 150170 6264 GCr9SiMn 810820 水或油 150160 6264 GCr15 820846 油 150160 6264 GCr15SiMn 800840

170、 油 150170 6264 ( 三) 淬火及淬火介质 (1) 淬火颜色( 经验) 白色最硬而脆，黄色硬而韧，兰色软而韧。 (2) 淬火介质 A 水：一般温度不超过 40 度，不得有油，肥皂等杂质。 B 盐及碱的水溶液：水中加百分之 510 的盐或碱。 盐溶液冷却速度是水的十倍，硬度高而均匀，但组织应力大，有一定的锈蚀作用。温度小于 60 度。 碱溶液( 苛性纳水溶液) 腐蚀性大，适应范围小。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 C 油：包括机油，锭子油，变压器油，柴油等。可减小变形与开裂。不适用碳钢。油温度：在 6080度，最高不超过 100120 度

171、。 ( 四) 回火温度 轴承钢采用低温回火。温度：150250 度。可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，降低内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。硬度 HRC ：5864。 国外机械行业轴承热处理方法 时间：2007-10-06 点击： 热处理质量好坏直接关系着后续的加工质量以致最终影响零件的使用性能及寿命，同时热处理又是机械行业的能源消耗大户和污染大户。近年来，随着科学技术的进步及其在热处理方面的应用，热处理技术的发展主要体现在以下几个方面： （1）清洁热处理热处理生产形成的废水、废气、废盐、粉尘、噪声及电磁辐射等均会对环境造成污染。解决热处理的环境污染问题，实行清洁热处理（或称绿色环保热处

172、理）是发达国家热处理技术发展的方向之一。为减少 SO2、CO 、CO2 、粉尘及煤渣的排放，已基本杜绝使用煤作燃料，重油的使用量也越来越少，改用轻油的居多，天然气仍然是最理想的燃料。燃烧炉的废热利用已达到很高的程度，燃烧器结构的优化和空-燃比的严格控制保证了合理燃烧的前提下，使 NOX 和 CO 降低到最低限度；使用气体渗碳、碳氮共渗及真空热处理技术替代盐浴处理以减少废盐及含 CN- 有毒物对水源的污染；采用水溶性合成淬火油代替部分淬火油，采用生物可降解植物油代替部分矿物油以减少油污染。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 （2）精密热处理精密热处理有两

173、方面的含义：一方面是根据零件的使用要求、材料、结构尺寸，利用物理冶金知识及先进的计算机模拟和检测技术，优化工艺参数，达到所需的性能或最大限度地发挥材料的潜力；另一方面是充分保证优化工艺的稳定性，实现产品质量分散度很小（或为零）及热处理畸变为零。 （3）节能热处理科学的生产和能源管理是能源有效利用的最有潜力的因素，建立专业热处理厂以保证满负荷生产、充分发挥设备能力是科学管理的选择。在热处理能源结构方面，优先选择一次能源；充分利用废热、余热；采用耗能低、周期短的工艺代替周期长、耗能大的工艺等。 （4）少无氧化热处理由采用保护气氛加热替代氧化气氛加热到精确控制碳势、氮势的可控气氛加热，热处理后零件的

174、性能得到提高，热处理缺陷如脱碳、裂纹等大大减少，热处理后的精加工留量减少，提高了材料的利用率和机加工效率。真空加热气淬、真空或低压渗碳、渗氮、氮碳共渗及渗硼等可明显改善质量、减少畸变、提高寿命。 轴承零件的热处理质量控制在整个机械行业是最为严格的。轴承热处理在过去的20 来年里取得了很大的进步，主要表现在以下几个方面：热处理基础理论的研究；热处理工艺及应用技术的研究；新型热处理装备及相关技术的开发。 1. 高碳铬轴承钢的退火高碳铬轴承钢的球化退火是为了获得铁素体基体上均匀分布着细、小、匀、圆的碳化物颗粒的组织，为以后的冷加工及最终的淬回火作组织准备。传统的球化退火工艺是在略高于 Ac1的温度（

175、如 GCr15为 780810）保温后随炉缓慢冷却（25/h ）至 650以下出炉空冷。该工艺热处理时间长（20h 以上）1 ，且退火后碳化物的颗粒不均匀，影响以后的冷加工及最终的淬回火组织和性能。之后，根据过冷奥氏体的转精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 变特点，开发等温球化退火工艺：在加热后快冷至 Ar1 以下某一温度范围内（690720）进行等温，在等温过程中完成奥氏体向铁素体和碳化物的转变，转变完成后可直接出炉空冷。该工艺的优点是节省热处理时间（整个工艺约 1218h）, ；处理后的组织中碳化物细小均匀。另一种节省时间的工艺是重复球化退火：第一次

176、加热到 810后冷却至 650，再加热到790后冷却到 650出炉空冷。该工艺虽可节省一定的时间，但工艺操作较繁。 2. 高碳铬轴承钢的马氏体淬回火 2.1 常规马氏体淬回火的组织与性能近 20 年来，常规的高碳铬轴承钢的马氏体淬回火工艺的发展主要分两个方面：一方面是开展淬回火工艺参数对组织和性能的影响，如淬回火过程中的组织转变、残余奥氏体的分解、淬回火后的韧性与疲劳性能等210 ；另一方面是淬回火的工艺性能，如淬火条件对尺寸和变形的影响、尺寸稳定性等1113 。常规马氏体淬火后的组织为马氏体、残余奥氏体和未溶（残留）碳化物组成。其中，马氏体的组织形态又可分为两类：在金相显微镜下（放大倍数一般

177、低于 1000 倍），马氏体可分为板条状马氏体和片状马氏体两类典型组织，一般淬火后为板条和片状马氏体的混合组织，或称介于二者之间的中间形态枣核状马氏体（轴承行业上所谓的隐晶马氏体、结晶马氏体）；在高倍电镜下，其亚结构可分为位错缠结和孪晶。其具体的组织形态主要取决于基体的碳含量，奥氏体温度越高，原始组织越不稳定，则奥氏体基体的碳含量越高，淬后组织中残余奥氏体越多，片状马氏体越多，尺寸越大，亚结构中孪晶的比例越大，且易形成淬火显微裂纹。一般，基体碳含量低于 0.3%时，马氏体主要是位错亚结构为主的板条马氏体；基体碳含量高于0.6%时，马氏体是位错和孪晶混合亚结构的片状马氏体；基体碳含量为 0.75

178、%时，出现带有明显中脊面的大片状马氏体，且片状马氏体生长时相互撞击处带有显微裂纹8 。与此同时，随奥氏体化温度的提高，淬后硬度提高，韧性下降，但奥氏体化温度过高则因淬后残余奥氏精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 体过多而导致硬度下降。常规马氏体淬火后的组织中残余奥氏体的含量一般为 615%，残余奥氏体为软的亚稳定相，在一定的条件下（如回火、自然时效或零件的使用过程中），其失稳发生分解为马氏体或贝氏体。分解带来的后果是零件的硬度提高，韧性下降，尺寸发生变化而影响零件的尺寸精度甚至正常工作。对尺寸精度要求较高的轴承零件，一般希望残余奥氏体越少越好，如淬火后进

179、行补充水冷或深冷处理，采用较高温度的回火等1214 。但残余奥氏体可提高韧性和裂纹扩展抗力，一定的条件下，工件表层的残余奥氏体还可降低接触应力集中，提高轴承的接触疲劳寿命，这种情况下在工艺和材料的成分上采取一定的措施来保留一定量的残余奥氏体并提高其稳定性，如加入奥氏体稳定化元素 Si 、Mn, ；进行稳定化处理等15,16 。 2.2 常规马氏体淬回火工艺常规高碳铬轴承钢马氏体淬回火为：把轴承零件加热到 830860保温后，在油中进行淬火，之后进行低温回火。淬回火后的力学性能除淬前的原始组织、淬火工艺有关外，还很大程度上取决于回火温度及时间。随回火温度升高和保温时间的延长，硬度下降，强度和韧性

180、提高。可根据零件的工作要求选择合适的回火工艺：GCr15钢制轴承零件：150180；GCr15SiMn钢制轴承零件：170190。对有特殊要求的零件或采用较高温度回火以提高轴承的使用温度，或在淬火与回火之间进行-50-78的冷处理以提高轴承的尺寸稳定性，或进行马氏体分级淬火以稳定残余奥氏体获得高的尺寸稳定性和较高的韧性。不少学者对加热过程中的转变进行了研究2 ，79,17 ，如奥氏体的形成、奥氏体的再结晶、残留碳化物的分布及使用非球化组织作为原始组织等。G.Lowisch 等3 ，8 两次奥氏体化后淬火的轴承钢 100Cr6 的机械性能进行了研究：首先，进行 1050奥氏体化并快冷至 550保

181、温后空冷，得到均匀的细片状珠光体，随后进行 850二次奥氏体化、淬油，其淬后组织中马氏体及碳化物的尺寸细小、马氏体基体的碳含量及残余奥氏体含量较高，通过较高温度的回火使奥氏体分解，马氏体中析出大量的微细碳化物，降低淬火应力，精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 提高硬度、强韧性和轴承的承载能力。在接触应力的作用下，其性能如何，需进行进一步的研究，但可推测：其接触疲劳性能应优于常规淬火。酒井久裕等7 对循环热处理后的 SUJ2轴承钢的显微组织及机械性能进行了研究：先加热到 1000保温 0.5h 使球状碳化物固溶，然后，预冷至 850淬油。接着重复 110

182、次由快速加热到 750、保温 1min 后油冷至室温的热循环，最后快速加热到 680保温 5min 油冷。此时组织为超细铁素体加细密的碳化物（铁素体晶粒度小于 2m 、碳化物小于 0.2m），在 710 下出现超塑性（断裂延伸率可到500% ），可利用材料的这一特性进行轴承零件的温加工成型。最后，加热到 800保温淬油并进行 160回火。经这种处理后，接触疲劳寿命 L10 比常规处理大幅度提高，其失效形式由常规处理的早期失效型变为磨损失效型。轴承钢经 820奥氏体化后在 250进行短时分级等温空冷，接着进行 180回火，可使淬后的马氏体中碳浓度分布更为均匀，冲击韧性比常规淬回火提高一倍。因此，

183、.等提出把马氏体的碳浓度均匀程度可作为热处理零件的补充质量标准6 。 2.3 马氏体淬回火的变形及尺寸稳定性马氏体淬回火过程中，由于零件各个部位的冷却不均匀，不可避免地出现热应力和组织应力而导致零件的变形。淬回火后零件的变形（包括尺寸变化和形状变化）受很多因素影响，是一个相当复杂的问题。如零件的形状与尺寸、原始组织的均匀性、淬火前的粗加工状态（车削时进刀量的大小、机加工的残余应力等）、淬火时的加热速度与温度、工件的摆放方式、入油方式、淬火介质的特性与循环方式、介质的温度等均影响零件的变形。国内外对此进行了大量的研究，提出不少控制变形的措施，如采用旋转淬火、压模淬火、控制零件的入油方式等11,1

184、3 ，18 。Beck 等人的研究表明：由蒸气膜阶段向沸腾期的转变温度过高时，大的冷速而产生大的热应力使低屈服点的奥氏体发生变形而导致零件的畸变。Lbben 等人认为变形是单个零件或零件之间浸油不均匀精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 造成，尤其是采用新油是更易出现这种情形。Tensi 等人认为：在 Ms点的冷却速度对变形起决定性作用，在 Ms点及以下温度采用低的冷速可减少变形。 Volkmuth 等人13 系统研究了淬火介质（包括油及盐浴）对圆锥滚子轴承内外圈的淬火变形。结果表明：由于冷却方式不同，套圈的直径将有不同程度的“增大”，且随介质温度的提高，

185、套圈大小端的直径增大程度趋于一致，即“喇叭”状变形减小，同时，套圈的椭圆变形（单一径向平面内的直径变动量 Vdp、 VDp）减小；内圈因刚度较大，其变形小于外圈。马氏体淬回火后零件的尺寸稳定性主要受三种不同转变的影响12,14 ：碳从马氏体晶格中迁移形成 - 碳化物、残余奥氏体分解和形成 Fe3C，三种转变相互叠加。50120之间，由于 -碳化物的沉淀析出，引起零件的体积缩小，一般零件在 150回火后已完成这一转变，其对零件以后使用过程中的尺寸稳定性的影响可以忽略 100250之间，残余奥氏体分解，转变为马氏体或贝氏体，将伴随着体积涨大； 200以上，-碳化物向渗碳体转化，导致体积缩小。研究也

186、表明：残余奥氏体在外载作用下或较低的温度下（甚至在室温下）也可发生分解，导致零件尺寸变化。因此，在实际使用中，所有的轴承零件的回火温度应高于使用温度 50，对尺寸稳定性要求较高的零件要尽量降低残余奥氏体的含量，并采用较高的回火温度。 弹簧钢热处理常见缺陷及预防补救措施 时间：2007-09-26 点击： 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 不锈钢材料弹簧的热处理 时间：2007-09-26 点击： 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 精品好

187、文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 冷剪刃淬火工艺的改进 时间：2007-12-05 点击： 图 1 所示为轧钢厂 2000kN 冷剪机剪刃，其材料为 6CrW2Si 钢，要求硬度 5256HRC 。根据冷剪刃的工作状况，刃必须具备高的强度和硬度，同时还要具备一定的塑性和韧性。该剪刃的工作状态极其恶劣，生产单位为了提高生产效率，根据棒料直径的大小一次要剪切几根，十几根，有时甚至要剪切二十几根，因此剪刃承受着极大的冲击力和剪切力。这要求剪刃具有很好的强韧性配合。 根据用户反映，在正常生产过程中，一个班要平均报废23 副剪刃。这样势必要加大工人的劳动强度，降低生产

188、效率，而剪刃报废的主要形式是崩刃掉块。 针对上述情况，我们对 6CrW2Si 钢的热处理特性进行了认真的分析和探讨，力求在保证硬度的情况下尽量提高剪刃的冲击韧度。 1 一次改进生产工艺及措施 1.1 淬火温度 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 剪刃的原始热处理工艺为淬火加热 880 90min ，预冷至棱角暗红色入油冷却，后经260 120min 回火。根据图 2 所示，6CrW2Si 钢在 930 950加热淬火后其硬度完全能够达到图纸要求，而冲击韧度可以达到峰值。高温加热淬火可以充分发挥钢中合金元素的强化作用，提高剪刃的强韧性及耐磨性，因此淬火温度

189、确定为 940。 1.2 回火温度 在保证硬度的情况下，尽量提高剪刃的冲击韧度。根据图 3 所示，6CrW2Si 钢于 260回火不但能够满足硬度要求，而且冲击值可以达到峰值，所以回火温度定为 260 1.3 防氧化脱碳 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 由于 6CrW2Si 钢脱碳敏感性较强，因此剪刃入炉前表面均涂防氧化脱碳涂料加以保护，防止表面氧化脱碳。 按照上述工艺处理以后，硬度达到 5456HRC ，符合图纸要求。剪刃经用户使用证明，效果有所好转但不甚理想，使用寿命由原来的单班报废 23 副，降到单班只用一副，寿命比原来的提高 12 倍。剪刃失

190、效的主要形式仍然是崩刃掉块，且该工艺还存在工件变形大，并有淬裂倾向。为了进一步提高剪刃的使用寿命，我们对该工艺又进行了改进。 2 二次工艺改进 2.1 工艺 根据 6CrW2Si 钢对贝氏体等温淬火适应性极好这一特点，我们将剪刃进行了预淬等温淬火处理，工艺如图 4。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢72 新工艺的特点是：将加热好的工件首先淬入冷油中，使其冷却到 Ms 点以下，并作短暂停留，使剪刃的表面形成少量的马氏体，然后迅速转入硝盐炉中进行贝氏体等温处理，这样预先生成的马氏体不但能够提高表面硬度，而且对贝氏体的转变具有促进作用。 2.2 效果 采用新工艺

191、处理的剪刃，其变形极少，平直度变形量由原来的 12mm 减少为 0.20.3mm ，而且从未出现过淬裂报废现象。处理后硬度达到 5355HRC ，符合图纸要求。剪刃的使用寿命大有提高，由原来的一个单班报废 23 副剪刃，提高到现在的一副剪刃可连续使用 3 个单班，而且从未出现过崩刃掉块现象，其失效形式是正常的磨损和局部被压塌，同时这些失效的剪刃除了极少数严重损坏报废以外，经过磨削仍可以继续使用。剪刃的使用寿命大幅度地提高，减轻了工人们的劳动强度，提高了生产效率，降低了生产成本。采用此工艺处理的剪刃比原处理后的使用寿命提高 58 倍，比一次工艺改进前提高 3 倍，其效果十分显著。 生产实践证明，6CrW2Si 钢经预淬等温处理新工艺，能够减小变形，避免开裂，得到很好的强韧性配合，从而大幅度提高冷剪刃的使用寿命，有效地提高生产效率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度。 参考文献： 1冯晓曾模具用钢和热处理M北京：机械工业出版社，1984 ：163165，242