渗碳件的淬火方法
发布时间:2013-11-29 09:27
实际生产过程中，根据渗碳后各种具体情况，分别采取不同的热处理方法。影响渗碳后热处理工艺的因素，经过渗碳之后的零件，由于心部和表面层的含碳量相差较大，心部与表面热处理的相变温度发生了较大差异，同时长时间高温渗碳引起晶粒粗化，使钢性能恶化。
(1)渗碳后感应加热淬火+(160～200)℃低温回火。
(2)表面层高耐磨性、少残余奥氏体、淬火变形小。淬火加热温度有两种，780～810℃与820～850℃。渗碳后缓冷，重新加热一次淬火+(160～200)℃×(2～3)h低温回火工艺。
(3)渗碳后重新加热淬火+冷处理+(160～200)℃低温回火。对于高合金钢，在心部Ac1和Ac3温度加热淬火，表层残余奥氏体量多，经冷处理（一般-70～120℃），促使奥氏体转变，提高表面硬度，增加耐磨性。
(4)渗碳后高温回火[(650～680)℃×(6～38)h]，一次淬火+(160～200)℃×(2～3)h低温回火工艺。淬火加热温度为840～860℃，适用Cr- Ni合金渗碳钢，高温回火是使渗碳冷却形成马氏体和残余奥氏体分解，便于切削加工，使渗层淬火残余奥氏体量减少。
(5)除了要合理选择淬火方法和严格控制预冷温度外，还应考虑到零件钢材必须是细晶钢，而且渗碳后只是进行磨削加工，因直接淬火后难以进行其他切削加工。渗碳后预冷（到Ar3之上，一般是800～850℃）直接淬火+(160～200)℃×(2～3)h低温回火工艺。淬火介质选择按照“渗碳后直接淬火”方式。
(6)双重淬火工艺是在渗碳后进行两次淬火处理，然后再低温回火的热处理工艺。第一次淬火或正火：淬火温度常为Ac3+(30～50)℃，对碳钢为880～900℃，对合金钢为850～910℃。可以消除渗层网状碳化物、细化心部组织，为进行表面层第二次淬火准备良好原始组织。第二次淬火加热[一般为Ac1+(40～60)℃，即在Ac1～Accm]在760～800℃+(160～200)℃低温回火，适用于重要渗碳件和采用粗晶粒钢的渗碳件。
(7)根据零件所用钢材淬火件尺寸大小、对变形要求等方面特点，可在预冷后进行水淬、油淬、水-油双液淬或者用120～160℃热油分级淬火。渗碳后直接淬火+(160～200)℃×(2～3)h低温回火工艺，广泛应用于细晶粒钢渗碳中，生产周期缩短，劳动生产率提高，能源消耗节省，生产成本降低。缺陷是：残余奥氏体多，淬火变形大。
对心部组织、性能要求较高合金渗碳钢零件，淬火温度应略高于心部Ac3,常为Ac3+(30～50)℃，心部完全重结晶，使晶粒细化，淬火后可获得细晶粒低碳马氏体或索氏体组织，具有较好强韧性。这一淬火温度对表面层属于偏高的范围，因超过表面层Accm点，晶粒有粗化倾向，且淬火后残余奥氏体较多，但可消除网状碳化物。
在生产实践中，对于一般碳钢渗碳零件，一次淬火温度常在Ac1～Ac3既高于Ac1+(40～60)℃，又低于Ac3+(30～50)℃，如820～850℃之间，淬火后兼顾了表面与心部组织、性能要求。这种淬火温度，对心部要求强而韧，表层允许有较多残余奥氏体、表面耐磨、抗点蚀疲劳性能良好零件特别适用。
淬火介质选择，可按照钢材淬火性能、零件尺寸和形状特点、组织性能和变形量要求等，采用单液、双液、分级等方式进行淬火。
本文参考《热处理工艺问答》一书。
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