熱處理工藝中淬火的常用方法有十種,分別是單介質(zhì)(水、油、空氣)淬火、雙介質(zhì)淬火、馬氏體分級淬火、低于Ms點的馬氏體分級淬火法、貝氏體等溫淬火法、復(fù)合淬火法、預(yù)冷等溫淬火法、延遲冷卻淬火法、淬火自回火法、噴射淬火法等。
單介質(zhì)(水、油、空氣)淬火:把已加熱到淬火溫度的工件淬入一種淬火介質(zhì),使其完全冷卻。這種是最簡單的淬火方法,常用于形狀簡單的碳鋼和合金鋼工件。淬火介質(zhì)根據(jù)零件傳熱系數(shù)大小、淬透性、尺寸、形狀等進行選擇。雙介質(zhì)淬火:把加熱到淬火溫度的工件,先在冷卻能力強的淬火介質(zhì)中冷卻至接近Ms點,然后轉(zhuǎn)入慢冷的淬火介質(zhì)中冷卻至室溫,以達到不同淬火冷卻溫度區(qū)間,并有比較理想的淬火冷卻速度。用于形狀復(fù)雜件或高碳鋼、合金鋼制作的大型工件,碳素工具鋼也多采用此法。常用冷卻介質(zhì)有水-油、水-硝鹽、水-空氣、油-空氣,一般用水作快冷淬火介質(zhì),用油或空氣作慢冷淬火介質(zhì),較少采用空氣。馬氏體分級淬火:鋼材奧氏體化,隨之浸入溫度稍高或稍低于鋼的上馬氏點的液態(tài)介質(zhì)(鹽浴或堿浴)中,保持適當時間,待鋼件的內(nèi)、外層都達到介質(zhì)溫度后取出空冷,過冷奧氏體緩慢轉(zhuǎn)變成馬氏體的淬火工藝。一般用于形狀復(fù)雜和變形要求嚴的小型工件,高速鋼和高合金鋼工模具也常用此法淬火。
低于Ms點的馬氏體分級淬火法:浴槽溫度低于工件用鋼的Ms而高于Mf時,工件在該浴槽中冷卻較快,尺寸較大時仍可獲得和分級淬火相同的結(jié)果。常用于尺寸較大的低淬透性鋼工件。貝氏體等溫淬火法:將工件淬入該鋼下貝氏體溫度的浴槽中等溫,使其發(fā)生下貝氏體轉(zhuǎn)變,一般在浴槽中保溫30~60min。貝氏體等溫淬火工藝主要三個步驟:①奧氏體化處理;②奧氏體化后冷卻處理;③貝氏體等溫處理;常用于合金鋼、高碳鋼小尺寸零件及球墨鑄鐵件。復(fù)合淬火法:先將工件急冷至Ms以下得體積分數(shù)為10%~30%的馬氏體,然后在下貝氏體區(qū)等溫,使較大截面工件得到馬氏體和貝氏體組織,常用于合金工具鋼工件。預(yù)冷等溫淬火法:又稱升溫等溫淬火,零件先在溫度較低(大于Ms)浴槽中冷卻,然后轉(zhuǎn)入溫度較高的浴槽中,使奧氏體進行等溫轉(zhuǎn)變。適用于淬透性較差的鋼件或尺寸較大又必須進行等溫淬火的工件。延遲冷卻淬火法:零件先在空氣、熱水、鹽浴中預(yù)冷到稍高于Ar3或Ar1溫度,然后進行單介質(zhì)淬火。常用于形狀復(fù)雜各部位厚薄懸殊及要求變形小的零件。
淬火自回火法:將被處理工件全部加熱,但在淬火時僅將需要淬硬的部分(常為工作部位)浸入淬火液冷卻,待到未浸入部分火色消失的瞬間,立即取出在空氣中冷卻的淬火工藝。淬火自回火法利用心部未全部冷透的熱量傳到表面,使表面回火。常用于承受沖擊的工具如鏨子、沖子、錘子等。噴射淬火法:向工件噴射水流的淬火方法,水流可大可小,根據(jù)所要求的淬火深度而定。噴射淬火法不會在工件表面形成蒸汽膜,這樣就能夠保證得到比昔通水中淬火更深的淬硬層。主要用于局部表面淬火。
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