鍛件奧氏體化后冷卻(淬火)質(zhì)量的控制問題,是提高鍛件熱處理質(zhì)量的關(guān)鍵。
冷卻質(zhì)量主要有三個方面,即冷卻后得到的組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)、應(yīng)力類型和大小以及外觀質(zhì)量。
冷卻質(zhì)量主要是根據(jù)鍛件冷卻后是否獲得了能***大限度滿足使用性能要求的組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)。例如,要求鍛件在整體上具有高強度,通常淬火冷卻后應(yīng)得到馬氏體組織;要求強度和韌性有良好配合的,可采用等溫淬火以獲得貝氏體等。
變形和開裂是冷卻過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題。
1.加熱設(shè)備
1)為保證淬火、回火鍛件組織和性能的均勻性,必須對加熱設(shè)備有效加熱區(qū)內(nèi)的溫度偏差進行正確的選擇和控制。
2)為了減少氧化脫碳,應(yīng)在保護氣氛或真空爐內(nèi)加熱,在普通空氣爐內(nèi)加熱時采用保護涂料或裝箱保護。
2.淬火冷卻介質(zhì)及淬火槽
(1)淬火冷卻介質(zhì)
1)按JB/T6955—2008《熱處理常用淬火介質(zhì)》技術(shù)要求和冷卻性能,正確地選用各類淬火冷卻介質(zhì)。
2)淬火冷卻介質(zhì)不應(yīng)對熱處理鍛件產(chǎn)生嚴(yán)重銹蝕。
3)水槽中的水、水溶液不應(yīng)含有過量有害物質(zhì)。
4)油槽中的淬火油混入少量水是極其有害的,會造成淬火軟點或畸變。其水含量應(yīng)小于0.05% (質(zhì)量分數(shù))。
5)將淬火冷卻介質(zhì)攪拌均勻后,從淬火槽有代表性的部位或中心部位取適量介質(zhì)進行分析,分析項目及分析周期按JB/T 6955 —2008《熱處理常用淬火介質(zhì)》進行。經(jīng)分析不符合技術(shù)要求時,適當(dāng)調(diào)整,甚至更換。
6)淬火冷卻介質(zhì)使用溫度范圍不得超過規(guī)定。
(2)淬火槽
1)淬火槽應(yīng)保證鍛件表面各部位冷卻均勻,一般應(yīng)有循環(huán)攪拌和冷卻裝置。
2)淬火槽的容積應(yīng)適應(yīng)持續(xù)淬火和鍛件在槽中移動的需要。
3)應(yīng)及時清除淬火槽中的懸浮物及沉積物。
4)淬火槽應(yīng)有槽蓋,停用時加蓋保護。油槽要定期清理。
5)淬火槽應(yīng)裝備分辨力不大于50℃的測溫儀表。
3.淬火操作。
4.回火操作。
1)淬火后的鍛件應(yīng)及時回火,通常室溫停留時間不超過4h。
2)回火后一般是空冷,對具有第二類回火脆性的鋼種,在回火脆性溫度范圍內(nèi)回火時,應(yīng)采用油冷或水冷。
3)大型熱鍛模多采用帶溫回火,鍛模冷至150℃左右即由淬火槽移入已加熱到回火溫度的爐中回火。
5.淬火、回火后的工序
1)鍛件矯直時所產(chǎn)生的殘留應(yīng)力,應(yīng)不影響以后的機械加工和使用性能,必要時可進行去應(yīng)力處理。
2)清洗和清理時,不應(yīng)對鍛件產(chǎn)生有害影響。
3)有溫度要求的清理和清洗設(shè)備,應(yīng)配備分辨力不大于5℃的測溫儀表。
6.質(zhì)量檢驗。
鍛件在冷卻過程中,一般會產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力等,其類型和大小應(yīng)根據(jù)具體鍛件和工作條件要求來控制。
鍛件冷卻后的外觀質(zhì)量,一般情況下,希望鍛件在冷卻過程中也不要產(chǎn)生氧化、脫碳、表面腐蝕和組元成分變化。