大型彈簧鋼片采用超音頻感應(yīng)淬火設(shè)備進(jìn)行熱處理的工藝分析

大型彈簧鋼片的材料為厚度3mm的65Mn熱軋彈簧鋼板，其化學(xué)成分以及金相組織符合設(shè)計要求，熱處理后硬度在43-48HRC，平面度≤0.7mm，脫碳層≤0.3mm，表面無裂紋等外觀缺陷。為滿足上述要求，采用超音頻感應(yīng)淬火設(shè)備進(jìn)行熱處理，效果良好。

根據(jù)65Mn具有良好淬透性的特點(diǎn)，厚度3mm的薄板采用油冷即可獲得要求的硬度和組織性能。淬火采用超音頻感應(yīng)淬火設(shè)備進(jìn)行，用4t的淬火壓床噴油冷卻，硬度高達(dá)63HRC，再進(jìn)行加熱回火。但由于該鋼片的φ466mm的外邊緣與φ17mm孔之間、φ112mm圓周與φ13mm孔之間冷卻先于其他部位，因此是淬火應(yīng)力集中的部位，冷卻后的畸變很大（呈S形），高頻淬火機(jī)廠，在350-380℃回火壓緊過程中，上述部位出現(xiàn)裂紋。

分析裂紋產(chǎn)生的具體情況：①首先為機(jī)械加工應(yīng)力的影響，φ17mm、φ13mm孔均是在熱處理以前已經(jīng)沖出，在粗磨過程中磨削量過大，兩面在磨削過程中均存在較大的機(jī)械加工應(yīng)力，熱處理前未及時消除。②熱應(yīng)力的影響，該鋼具有過熱敏感性，淬火過程中產(chǎn)生較大的淬火應(yīng)力，脆性增加，要消除淬火后產(chǎn)生的熱應(yīng)力與組織應(yīng)力，必須及時回火以降低硬度和脆性，提高彈性極限、塑性和韌性等，同時該鋼具有第二類回火脆性，應(yīng)在回火結(jié)束后快冷，對其進(jìn)行400-450℃的回火，是為了滿足顯微組織和硬度的需要，而此時已經(jīng)將引起鋼片微塑變的主要因素消除或明顯減弱。

為了獲得要求的硬度、組織、變形量，對粗磨后的鋼片增加500-600℃的一邊高溫回火，其目的是消除磨削時存在的加工應(yīng)力；針對淬火應(yīng)力和脆性大的具體情況，將淬火加熱溫度降低10℃左右，采用4t壓床噴油冷卻，減小淬火應(yīng)力；提高回火溫度，加快其組織轉(zhuǎn)變的速度以及提高回火后的冷卻速度；以及改進(jìn)設(shè)計結(jié)構(gòu)等。

經(jīng)感應(yīng)淬火設(shè)備淬火后的工件為什么要進(jìn)行回火熱處理？

工件淬硬后加熱到AC1以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻至室溫的熱處理工藝稱為回火。凡經(jīng)感應(yīng)淬火設(shè)備淬火的鋼件一般必須立即進(jìn)行回火。為什么要進(jìn)行回火熱處理呢？

淬火后的工件進(jìn)行回火的目的如下：

1、降低脆性，消除內(nèi)應(yīng)力。由于淬火鋼中的馬氏體和殘留奧氏體都是亞穩(wěn)組織，而且馬氏體中尚存大量晶體缺陷（如高密度位錯，孿晶及空位等），以及淬火鋼中較大的殘留內(nèi)應(yīng)力等，它們都是不穩(wěn)定因素，均有自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶饨M織的傾向。如不及時回火，勢必會引起工件進(jìn)一步的變形甚至開裂。

2、獲得所要求的力學(xué)性能。工件經(jīng)感應(yīng)淬火設(shè)備淬火后，雖然強(qiáng)度與硬度有極大提高，但其塑性、韌性卻明顯下降，而實(shí)際工件往往要求強(qiáng)度與塑性要有適宜的配合。為獲得對工件要求的性能，可以用回火溫度來調(diào)整硬度，減小脆性，得到所要求的強(qiáng)度、塑性和韌性。

3、穩(wěn)定工件尺寸。由于淬火鋼中的馬氏體和殘留奧氏體都是亞穩(wěn)組織，具有自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定組織的趨勢，因而將引起工件的性能、尺寸和形狀的改變，通過回火可促使這些不穩(wěn)定組織的轉(zhuǎn)變，達(dá)到穩(wěn)定組織與尺寸的目的。

中頻淬火爐對溢流閥滑閥進(jìn)行熱處理的具體工藝

滑閥是液壓閥的主要零部件，它與閥體組成摩擦副，工作過程中需承受巨大的摩擦力，為此，生產(chǎn)上要求滑閥具備一定的強(qiáng)度和韌性。為了滿足此要求，很多廠家采用中頻淬火爐進(jìn)行熱處理，效果良好。

溢流閥滑閥的材料為45鋼，技術(shù)要求為：硬度55-60HRC，淬硬層深度3-3.2mm。它的加工工藝流程為：鍛造-正火-機(jī)加工-感應(yīng)淬火-回火-機(jī)加工。

正火：采用中頻淬火爐進(jìn)行，加熱溫度為（850±10）℃。

感應(yīng)淬火：同樣采用中頻淬火爐進(jìn)行，加熱溫度為880-900℃，噴水冷卻，在φ36mm，φ12.3mm，φ14mm處分三次完成。

回火：加熱溫度為（180±10）℃。

很多廠家采用上述工藝進(jìn)行熱處理，生產(chǎn)出來的滑閥硬度及耐磨性大大提高，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。

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