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淬火常見問(wèn)題與解決技巧7 z, o/ g4 _( a! `
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Ms點(diǎn)隨C%的增加而降低 * ^0 J+ r; j8 E7 _; G2 T, C
淬火時(shí),過(guò)冷沃斯田體開始變態(tài)為麻田散體的溫度稱之為Ms點(diǎn),變態(tài)完成之溫度稱之為Mf點(diǎn),。%C含量愈高,,Ms點(diǎn)溫度愈降低。0.4%C碳鋼的Ms溫度約為350℃左右,而0.8%C碳鋼就降低至約200℃左右,。 " I- ^; q" l! i! V
淬火液可添加適當(dāng)?shù)奶砑觿?
* q6 |5 y0 d2 Y* N# `! t. f. m$ ^(1)水中加入食鹽可使冷卻速率加倍:鹽水淬火之冷卻速率快,且不會(huì)有淬裂及淬火不均勻之現(xiàn)象,,可稱是最理想之淬硬用冷卻劑,。食鹽的添加比例以重量百分比10%為宜,。 % L. m! i* `+ L F% L
(2)水中有雜質(zhì)比純水更適合當(dāng)淬火液:水中加入固體微粒,有助於工件表面之洗凈作用,,破壞蒸氣膜作用,,使得冷卻速度增加,可防止淬火斑點(diǎn)的發(fā)生,。因此淬火處理,,不用純水而用混合水之淬火技術(shù)是很重要的觀念,。 # r5 j! G U1 I- ]: k/ e5 B
(3)聚合物可與水調(diào)配成水溶性淬火液:聚合物淬火液可依加水程度調(diào)配出由水到油之冷卻速率之淬火液,,甚為方便,且又無(wú)火災(zāi),、污染及其他公害之虞,頗具前瞻性,。 # a; m& ?, S* V ?5 X
(4)乾冰加乙醇可用於深冷處理容液:將乾冰加入乙醇中可產(chǎn)生-76℃之均勻溫度,,是很實(shí)用的低溫冷卻液,。
- S/ o9 z$ A, e/ ?, d1 T 硬度與淬火速度之關(guān)聯(lián)性 7 K' I M/ @3 A8 d
只要改變鋼材淬火冷卻速率,,就會(huì)獲得不同的硬度值,,主要原因是鋼材內(nèi)部生成的組織不同。當(dāng)冷卻速度較慢時(shí)而經(jīng)過(guò)鋼材的Ps曲線,此時(shí)沃斯田體變態(tài)溫度較高,沃斯田體會(huì)生成波來(lái)體,,變態(tài)開始點(diǎn)為Ps點(diǎn),,變態(tài)終結(jié)點(diǎn)為Pf點(diǎn),,波來(lái)體的硬度較小。若冷卻速度加快,冷卻曲線不會(huì)切過(guò)Ps曲線時(shí),則沃斯田體會(huì)變態(tài)成硬度較高的麻田散體。麻田散體的硬度與固溶的碳含量有關(guān),因此麻田散體的硬度會(huì)隨著%C含量之增加而變大,,但超過(guò)0.77%C后,,麻田散體內(nèi)的碳固溶量已無(wú)明顯增加,,其硬度變化亦趨於緩和,。
0 N( \/ }8 X7 ~- B$ N 淬火與回火冷卻方法之區(qū)別
# u0 |1 w; p( T) X# O$ U淬火常見的冷卻方式有三種,,分別是:(1)連續(xù)冷卻,;(2)恆溫冷卻及(3)階段冷卻,。為求淬火過(guò)程降低淬裂的發(fā)生,,臨界區(qū)域溫度以上,,可使用高於臨界冷卻速率的急速冷卻為宜,;進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí),,使用緩慢冷卻是極為重要的關(guān)鍵技術(shù),。因此,此類冷卻方式施行時(shí),使用階段冷卻或恆溫冷卻(麻回火)是最適宜的,。
9 p$ d! \* ?" n$ C' |! U) p; t 回火處理常見的冷卻方式包括急冷和徐冷兩種冷卻方法,,其中合金鋼一般使用急冷;工具鋼則以徐冷方式為宜,。工具鋼自回火溫度急冷時(shí),,因殘留沃斯田體變態(tài)的緣故而易產(chǎn)生裂痕,稱之為回火裂痕,;相同的,,合金鋼若採(cǎi)用徐冷的冷卻方式,易導(dǎo)致回火脆性,。
$ \2 H. m/ ?* p% s% k) F 淬火后,,殘留沃斯田體的所扮演的角色
\& E1 J- H. I淬火后的工件內(nèi)常存在麻田散體與殘留沃斯田體,在常溫放置一段長(zhǎng)久時(shí)間易引起裂痕的發(fā)生,,此乃因殘留沃斯田體產(chǎn)生變態(tài),、引起膨脹所導(dǎo)致,此現(xiàn)象尤其再冬天寒冷的氣候下最容易產(chǎn)生,。此外,,殘留沃斯田體另一個(gè)大缺點(diǎn)為硬度太低,使得工具的切削性劣化,�,?墒褂蒙罾涮幚泶偈孤樘锷Ⅲw變態(tài)生成,讓殘留沃斯田體即使進(jìn)一步冷卻也無(wú)法再產(chǎn)生變態(tài),;或以外力加工的方式,,使不安定的殘留沃斯田體變態(tài)成麻田散體,降低殘留沃斯田體對(duì)鋼材特性之影響,。, ?! d+ V, j8 S; l2 D
淬火處理后硬度不足的原因
. ]5 Z1 h: I' a O! |' i" C) u, v淬火的目的在使鋼材表面獲得滿意的硬度,,若硬度值不理想,則可能是下列因素所造成:(1)淬火溫度或沃斯田體化溫度不夠,;(2)可能是冷卻速率不足所致,;(3)工件表面若熱處理前就發(fā)生脫碳現(xiàn)象,則工件表面硬化的效果就會(huì)大打折扣,;(4)工件表面有銹皮或黑皮時(shí),,該處的硬度就會(huì)明顯不足,因此宜先使用珠擊法將工件表面清除乾凈后,,再施以淬火處理,。
0 j9 I/ @+ [* Q5 Q! ^8 F# _! A5 ? 淬裂發(fā)生的原因 ' C4 ?" G0 @1 V
會(huì)影響淬裂的主要原因包括:工件的大小與形狀、碳含量高低,、冷卻方式及前處理方法等。鋼鐵熱處理會(huì)產(chǎn)生淬裂,導(dǎo)因於淬火過(guò)程會(huì)產(chǎn)生變態(tài)應(yīng)力,,而這個(gè)變態(tài)應(yīng)力與麻田散體變態(tài)的過(guò)程有關(guān),,通常鋼材并非一開始產(chǎn)生麻田散體變態(tài)即發(fā)生破裂,而是在麻田散體變態(tài)進(jìn)行約50%時(shí)(此時(shí)溫度約150℃左右),,亦即淬火即將結(jié)束前發(fā)生,。因此淬火過(guò)程,在高溫時(shí)要急速冷卻,,而低溫時(shí)要緩慢冷卻,,若能掌握『先快后緩』的關(guān)鍵,可將淬火裂痕的情況降至最低,。 , M: z/ e# s2 E# v9 W
過(guò)熱容易產(chǎn)生淬火裂痕 . L4 }: K- ]9 n$ d: Z! n0 N- K
加熱超過(guò)是當(dāng)?shù)拇慊饻囟?00℃以上,,稱之為過(guò)熱。過(guò)熱時(shí),,沃斯田體之結(jié)晶顆粒變得粗大化,,導(dǎo)致淬火后生成粗大的麻田散體而脆化,易使針狀麻田散體之主干出現(xiàn)橫裂痕(此稱為麻田散體裂痕),,此裂痕極易發(fā)展成淬火裂痕,。因此,當(dāng)您的工件在沃斯田體化溫度時(shí)產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象時(shí),,后續(xù)的淬火,、冷卻均無(wú)法阻止淬裂的產(chǎn)生,故有人把『過(guò)熱』稱為發(fā)生淬火裂痕的元兇,。 3 K! ^9 r8 g Z- E8 H) z
淬火前的組織會(huì)影響淬火裂痕,? % x; Z' \% e7 `
淬火前的組織當(dāng)然會(huì)影響淬火的成敗。最正常的前組織應(yīng)該是正�,;M織或退火組織(波來(lái)體結(jié)構(gòu)),,若淬火前組織為過(guò)熱組織、球狀化組織均會(huì)有不同的結(jié)果,。過(guò)熱組織易產(chǎn)生淬火裂痕,,球狀化組織則可以均勻淬硬而避免淬裂及淬彎,因此工具鋼或高碳鋼在淬火前,,可施行球狀化處理已是淬火重要技術(shù)之一,。此時(shí)可施以球狀化退火或調(diào)質(zhì)球狀化處理以獲得球狀碳化物。碳化物若以網(wǎng)狀組織存在,,則容易由該處發(fā)生淬火裂痕,。. e& V# W# x& ?, r/ U3 F: _
淬火零件因常溫放置引起之瑕疵
1 P! D. s* f' n/ @0 H0 `淬火后的零件,若長(zhǎng)時(shí)間放置在室溫,,可能發(fā)生擱置裂痕及擱置變形兩種缺陷,。擱置裂痕又稱為時(shí)效裂痕,,尤其在冬天寒冷的夜晚,隨溫度之下降導(dǎo)致殘留沃斯田體變態(tài)為麻田散體,,使裂痕因此而產(chǎn)生,,又稱之為夜泣裂痕。擱置變形又稱之為時(shí)效變形,,乃淬火工件放置於室溫引起尺寸形狀變化之現(xiàn)象,,大多導(dǎo)因於回火處理不完全所致。為防止擱置變形,,需讓鋼材組織安定化,,因此首先要消除不安定之殘留沃斯田體(實(shí)施深冷處理)。接著實(shí)施200℃~250℃的回火處理使麻田散體安定化,。 |
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