【文章內(nèi)容簡介】 和流水式冷卻等快速冷卻方法，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效果， 因此被廣泛采用。形狀簡單的工件通常采用噴水冷卻。低合金鋼工件和形狀復雜的碳鋼工件可以采用聚乙烯醇水溶液等進行噴射冷卻。 冷卻方式 是 加熱后工件 噴水 冷卻， 工 件與感應器作先對運動，使零件表面依次得到加熱和冷卻。 感應加熱淬火工藝曲線 粗紗錠桿錠尖感應淬火后 低溫 回火熱處理工藝流程 低溫回火溫度的確定 常用鋼根據(jù)硬度選用回火溫度 鋼 回火溫度 /℃ 溫度/℃ 時間 /s O 860880℃ 噴水冷卻 13s 第 14 頁 共 31 頁 號 3540HRC 4045HRC 4550HRC 5055HRC 5560HRC ＞ 60HRC T10 500℃ 450℃ 400℃ 340℃ 260℃ ＜ 200℃ 根據(jù)粗紗錠桿錠尖的硬度要求和表中數(shù)據(jù)對照，可以得到 T10A 鋼感應回火后的溫度可以定為，回火后，錠尖的硬度可以達到 63HRC 以上，滿足零件圖的6280HRC 的要求 錠尖低溫回火加熱時間的確定 碳素工具鋼的回火加熱時間按下式計算： t=kD 式中 k極熱時間系數(shù) (S/mm) D有效直徑或厚度 (mm) 表 238 碳素工具鋼低溫回火時間系數(shù) 要求硬度 HRC 6055 5550 5045 4540 加熱時間系數(shù) K/(S/mm) 有公式以及錠桿車削后的有效尺寸 35mm，可以算出低溫回火時間為 1832min 錠尖低溫回火冷卻介質(zhì)和方法的確定 感應淬火以后的工件一般采用在空氣中冷卻 錠尖感應淬火需要的功率密度 表 545 感應加熱回火需要的大約功率密度 頻率 /Hz 輸入 /（ w/mm2） 150425℃ 425705℃ 3000 第 15 頁 共 31 頁 一般來 說次功率密度使用于 1250mm 的工件。 從表中可以得到 3KHz 頻率時， 150425℃的輸入頻率選定為 錠尖低溫回火工藝曲線 7 熱處理組織與性能分析 原始組織、正火組織及性能分析 粗紗錠桿鍛件 經(jīng)軋制、鍛造后空冷，所得組織是片層狀珠光體與網(wǎng)狀滲碳體，這種組織硬而脆，不僅難以切削加工，且在以后淬火過程中也容易變形和開裂 。 若沿晶界出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物時，則先進行正火處理，正火溫度在 820840℃，主要是消除網(wǎng)狀 碳化物，為后面的球化退火做準備。正火后的組織主要為 珠光體 +二次 滲碳體 。正火后錠桿的硬度和耐磨性都會有提高，但是脆性增大，桿件容易折斷 粗紗錠桿球化退火的組織及性能分析 球化退火得到的是球狀珠光體組織，其中的滲碳體呈球狀顆粒，彌散分布在鐵素體基體上，和片狀珠光體相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加熱時，奧氏體晶粒不易長大，冷卻時工件變形和開裂傾向小。 球化退火后，錠桿具有一定的機械韌性， 淬火效果 均勻 ；淬火變形 小 ； 可以 提高淬火 后的 硬度；改善工件切削性能 、可以 提高 錠桿 耐磨性和抗點蝕性等性能。 錠桿整體淬火 和 中溫回火 后的組織及性能分析 溫度/℃ O 150℃ 170℃ 空冷 30min 時間 /min 第 16 頁 共 31 頁 錠桿淬火后的組織高碳 片狀馬氏體 或下貝氏體和殘余奧氏體 ， 淬火后錠桿的硬度和耐磨性顯著提高，但是錠桿 內(nèi)部 在淬火后容易 產(chǎn)生孿晶和微裂紋， 產(chǎn)生較大的淬火 應力大且有較 大 的脆性，變形開裂的 傾向 大 。 鋼的硬度隨回火溫度的上升而下降，含碳量高的碳鋼在 E碳化物析出時硬度略有上升。根據(jù)前面確定的回火溫度，可以得到中溫回火后的組織針狀鐵素體和細粒狀滲碳體（ FeC）的混合物稱 回火托氏體組織。使 錠桿 具有高的彈性極限，較高的強度和硬度（一般為 35~50HRC），良好的塑性和韌性。 錠尖感應淬火及低溫回火后的組織和性能分析 錠尖感應淬火后的表面硬化層組織為細小的馬氏體和碳化物，這些細小的馬氏體彌散分布在錠尖表面硬化層，使錠尖具有較高的耐磨性和硬度，滿足零件圖對錠桿的硬度要求，錠尖低溫回火后的組織為回火馬氏體，可以使錠桿尖端在保持高硬度的條件下，使脆性有所降低，提高了錠尖的韌性，殘余應力有所降低。 8 熱處理設(shè)備選擇 熱處理常用的加熱設(shè)備按能源分有燃料加熱設(shè)備和電加熱設(shè)備；按工作溫度可分為高溫爐 （ ＞ 1000℃ ） 、中溫爐（ 650℃ ～ 1000℃ ） 和低溫爐（ ≤650℃ ） 。生產(chǎn)上常用的 加熱設(shè)備有電阻爐、浴爐、氣體滲碳爐、感應加熱設(shè)備等。爐型的選擇應依據(jù)不同的工藝要求及工件的類型來決定。 熱處理設(shè)備的選擇要從 多方面來考慮，包括： 經(jīng)濟性、可靠性、配套性、安全性、以及工廠的實際情況等。 錠桿整體正火、球化退火 加熱爐的選擇 第 17 頁 共 31 頁 表 5 熱處理爐的分類 [3] 分類原則 爐膛形式 工藝用途 爐型 箱式爐 或臺車爐 井式爐 罩式爐 貫通式爐 轉(zhuǎn)底式 爐 管式爐 退火爐 淬火爐 回火爐 滲碳爐 滲氮爐 實驗爐 感應熱處理爐只用于表面熱處理， 可控氣氛熱處理爐一般用于氣體滲碳、滲氮、碳氮共滲等工藝，真空熱 處理設(shè)備一般用于處理零件性能、精度要求非常高的零件，成本較高，應用范圍受到限制。 由于球化退火是工件需要出爐等溫冷卻，這里選擇臺車爐，下表是臺車爐爐型的分類 根據(jù)錠桿的大小以及裝配要求，選擇 RT2— 65— 9標準系列臺車爐 粗紗錠桿 整體 淬火 和中溫回火 爐 的選擇 第 18 頁 共 31 頁 粗紗錠桿尺寸為Φ 35mm,長度大概為 1000mm，屬于長軸類零件且為小批量生產(chǎn)，考慮經(jīng)濟性和實用性，故選用型號為 RJ2659 的自然對流中溫井式電阻爐，爐膛尺寸為 600 1600mm。主要由爐殼、爐襯、加熱元件、爐蓋及啟閉機構(gòu)組成。 適用于 150℃ ～ 900℃ 的 淬 火、 回 火及預熱等 粗紗錠桿錠尖感應淬火加熱機床的選擇 感應淬火機床按生產(chǎn)方式的分類主要有通用、專用及生產(chǎn)線三大類型。通用機床適用于單個或小批量生產(chǎn)；專用淬火機床適用于批量或大批量生產(chǎn)；生產(chǎn)線將多種熱處理工藝組合在一起，生產(chǎn)效率更高，適用于大批量生產(chǎn)。淬火機床的基本結(jié)構(gòu)主要有機架、升降部件、零件轉(zhuǎn)卡及轉(zhuǎn)動部件、傳動機構(gòu)、感應器位置高度、淬火機床精度、工藝參數(shù)及程序控制、多工位結(jié)構(gòu)、上下料結(jié)構(gòu)。 下表是常用感應淬火機床的介紹 根據(jù)錠桿的直徑 35mm，長度 大概 1000mm，選擇 GCLD1260 型感應淬火機床 錠桿感應淬火常用感應器的選擇及具體參數(shù) 表 516 常用感應器的結(jié)構(gòu)與實際應用舉例 第 19 頁 共 31 頁 中頻連續(xù)感應淬火用的單匝感應器在實際生產(chǎn)中有效圈的高度常用 1430mm。當圓柱工件直徑小于 50mm 時，間隙取 24mm；當圓柱工件直徑在 50150mm 范圍時，間隙取 35mm，根據(jù)錠桿平均直徑 35mm，可以選擇感應器間隙為 3mm，可以得到感應線圈的直徑為 35+3=38mm。線圈移動速度為 13mm/s，工件轉(zhuǎn)動速度為 0200r/min。 熱處理冷卻設(shè)備的選擇 熱處理冷卻設(shè)備應能保證工件在冷卻時具有相應的冷卻速度和冷卻溫度。 由于 錠桿要求較高的硬度和耐磨性，需要較快的冷卻速度 生成馬氏體，使 工件 硬度提高，所以 感應淬火 后一般采用快冷，出于經(jīng)濟的考慮，我們選擇水冷， 深井式淬火槽常用于長軸類零件的淬火冷卻。根據(jù)錠桿的長度，選擇深井式淬火槽 第 20 頁 共 31 頁 9 工裝設(shè)計（夾具、 吊 具 和清洗設(shè)備 等） 工裝夾具的選擇 熱處理夾具的選擇 原則 熱處理夾具的選擇原則為： ① 符合熱處理技術(shù)條件：保證零件熱處理加熱，冷卻，爐氣成分均勻度，不致使零件在熱處理過程中變形。 ② 符 合經(jīng)濟要求：在保證零件熱處理質(zhì)量復合熱處理技術(shù)要求時，確保設(shè)備具有高的生產(chǎn)能力。夾具應具有質(zhì)量輕，吸熱量少，熱強度高及使用壽命長的特點。 ③ 符合使用要求：保證裝卸零件方便和操作安全。 臺車爐 的 墊具 選擇 第 21 頁 共 31 頁 上圖為臺車爐加熱