感应淬火和回火系统

金属热处理工艺手册

一、调质工艺

序号 钢号 淬火 回火 硬度HB 截面大小mm 温度 淬火介质 温度°C 冷却方法

1 35 840-860 水 500-540

空气 197-255 小于100

860-880 560-600 156-207 100到300

850-870 油 610-630 121-187 大于300

570-590 170-217

2 45 850-870 油 580-620

空气 163-238 小于100

480-500 196-255 100到330

水 500-530 217-248

830-850 560-580 207-255

3 40CrA 840-860 油 520-540

油 280-321 小于40 540-560 269-302

550-570 241-277 大于40-60

570-590 217-255 大于60-120

590-610 192-233 大于120

4 12Cr1MoVA 980-1000 740-760 空气 131-163 小于160

5 15CrMoA 900-920 油 540-560 空气 207-241 小于160

570-590 170-207 小于210

6 20CrMoA 880-900 水 550-570

空气 220-270 小于100

570-590 197-241 小于200

630-640 163-187

7 34CrMoA

35CrMoA 860-880 油 550-570

空气 255-311 小于70

580-600 241-302 大于70-100

610-640 217-265

510-530 241-265

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钢的淬火和回火工艺

序号 钢号 淬火 回火 硬度HRC 备注 温度 淬火介质 温度°C 冷却方法

塞皇　里Ｉ　Ｒｅｓｅａｒ　＆铆　■■■■●■■■■■■●■■●■■■＿　

Ｙ　１　０Ｔ输出齿轮轴的　感应淬火　上海上大热处理有限公司　（２０１８２２）　彭坤陈枝钧　齿轮在传递动力及改变速度的运动过程中，啮齿　面之间既有滚动，又有滑动，而且齿轮根部还受到脉动　或交变弯曲应力的作用。因此，齿面和齿根表面处需要　一定强度和硬度，以防止齿轮在不同应力作用下失效。　而对齿轮进行表面感应淬火，可以使得齿顶耐磨性及齿　根抗弯曲疲劳强度都得到提高。　齿轮轴材料为４２ＣｒＭｏ钢，技术要求：花键、齿轮　处的表面硬度５３～５８　ＨＲＣ，硬化层深度４５０ＨＶｌ为２．１　～３．８　ｍｍ，技术要求如图１所示。从技术要求看，这两　个部位要求具有均匀的硬度和较高的耐磨性，高的接触　疲劳强度，硬化层深度控制要求严格。该零件的制造工　艺是锻造一一粗车一调质一精加工一表面感应淬火一回火　磨外圆。　对该种齿轮轴进行表面感应淬火，使得硬化层和　表面硬度均匀，符合技术要求。　

图１　齿轮轴技术要求示意　一．感应器的设计　齿轮轴感应淬火的关键是实现齿部和花键顶部淬　透，根部有一定深度的硬化层。而且要求硬度均匀，　＿■丝！！主笪！塑垫竺丝笪巫堡丝　ｗｗ￣ｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇ１９５０．ｃｏｍ　磊　－　热加工　因此花键处设计Ｔ０７０ｍｍ×２０ｍｍ的圆环形感应器，　采用连续加热的方法；齿郜处感应器尺寸为０２１０ｍｍ×　４４ｍｍ，采用整体加热。感应器如图２ａ、２ｂ所示。感应　加热单边间隙根据部位的不同加以调整，力求使硬度　和硬化层深度均匀一致。　厂　］　ｋ　ｌ　ｎ　：器＼ＩＩ　１Ｊ～　淬火　感应器ｒｌ　厂　］　

（ａ）花键感应器　【ｂ）齿部感应器　图２齿轮轴的感应器　＝、工艺试验　４２ｃｒＭｏ钢中的钼在淬火加热时，一部分融人奥氏　体中可提高淬透性，增加回火稳定性，消除第二回火　脆性；另一部分钼形成（ＣｒＭｏ）２３Ｃ６的稳定碳化物，　可减少高温加热时晶粒长大倾向，提高强度而不显著　降低塑性。但零件在淬火过程最易产生畸变和开裂，　以及硬度、硬化层不均匀，达不到技术要求。因此，　除了设计合理的感应器和冷却装置外，合理工艺参数　的确定和冷却介质的选择也很关键。　因为材料淬透性好，用冷水喷淋容易开裂，故　选用一定浓度的ＡＱ２５ｌ淬火介质，可以有效地减少齿　轮开裂倾向。此外，淬火过程中还应注意以下事项：　①首检后前５件零件进行磁粉探伤，无裂纹后方可继续　生产。②淬火与回火间隔时间不要超过４ｈ。③过程探　伤比例应≥２０％。具体感应淬火工艺参数如表ｌ和表２　所示。

1、电源

国外IGBT、MOSFET和SIT全固态晶体管电源技术逐步成熟，并已商品化、系列化，目前有1200kW、50kHz;50~100kHz、30~600kW;300kW、80kHz;低频段有取代晶闸管电源趋势;MOSFET多采用并联振荡电路，SIT多采用串联谐振电路，功率高达1000 kW、频率200kHz和400kW、400kHz。它们都是电子管式高频电源的理想替代产品。当输出功率与电子管电源相同时，节电35%～40%，节省安装面积50%，节约冷却水40%～50%。随着科技的进步，在高频感应淬火领域，MOSFET有望取代SIT。

2、淬火机床

感应淬火机床更加趋向自动化，CNC控制逐渐增多，自动分检零件与自动识别进机零件功能的机床增多。

(1)通用淬火机床

通用淬火机床朝柔性化方向发展，一台淬火机床可以对不同性能要求的不同零件感应加热淬火。德国研制的一种曲轴淬火机床，法兰件感应淬火柔性加工系统略加调整能处理不同尺寸的相似工件;对于轴类零件在一定直径范围内(如30mm)与长度300～800 mm范围内，对于相似淬火要求的轴类零件，淬火机能自动编制14种程序，自动识别进机零件;Robotron.Eiotherm最近推出了双主轴立式淬火机，在一个紧凑的工艺单元内进行工件的淬火与回火，能处理轮轴、三槽套及其他万向节件，转换工件只需2～5min，用计算机编程，根据工件号在2 min内就可调出有关工艺数据;一汽引进的GH公司数控淬火设备通用性强、自动化程度，在复杂零件上可实现多段变功变速，编程容易、操作方便。图1是GH公司的数控淬火机床。

(2)专用淬火机床

专用淬火机床更加专用化，采用机械手上下零件，加热、淬火、回火、校直、检查完全自动进行。先进的计算机控制技术可以监控并屏幕显示淬火过程和工艺参数，跟踪全部操作过程，如发现故障或工艺参数偏离给定值，便自动修正或自动列出不合格零件，使控制系统暂停工作并报警，同时屏幕上显示故障性质和所要修正的动作。更先进的控制系统还适应材料化学成分的波动，并自动调整比功率或加热时间，以保证感应淬火零件的质量。例如日本高周波热炼株式会社川崎工厂的卧式半轴淬火机床，上尾厂可同时淬三根半轴，群马厂可同时淬两根半轴，机床实际上是感应热处理生产线，全过程除校直、荧光探伤检查需一名工人外，其余全部自动进行。

渗碳淬火

目录

原理

分类

渗碳工艺

渗碳工艺新发展

渗碳的常见缺陷及其防止

淬火目的

淬火工艺

淬火工件的硬度

• 渗碳：是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分.

相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。

渗碳（carburizing/carburization）

渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25％)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。

渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。

编辑本段

原理

渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。

①分解

渗碳介质的分解产生活性碳原子。 ②吸附

活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。

③扩散

表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。