熱處理生產(chǎn)車間工藝要求

一、調(diào)質(zhì)

熱處理車間淬火工藝規(guī)范。

一、調(diào)質(zhì)處理。

調(diào)質(zhì)處理定義。

為了滿足產(chǎn)品的工藝硬度要求，獲得回火索氏體，獲得良好的韌性，

提高使用性能和使用壽命，傳動(dòng)軸和連桿產(chǎn)品需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。調(diào)

質(zhì)處理即淬火和高溫回火，以獲得回火索氏體組織，主要用于中碳

碳結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼，以獲得良好的綜合機(jī)械性能。

1.1.1淬火的定義。

淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Acl（過共析鋼）以上，

保溫一段時(shí)間，使其全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度

的冷卻速度快速冷卻到Ms以下（或Ms附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏

體）轉(zhuǎn)化的熱處理工藝。鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料

的固溶處理或冷卻過程快的熱處理工藝也稱為淬火。

1.1.2淬火的目的。

淬火的目的是將過冷的奧氏體轉(zhuǎn)化為馬氏體或貝氏體，獲得馬氏體或

貝氏體組織，然后配合不同溫度的回火，大大提高鋼的剛度、硬度、

耐磨性、疲勞強(qiáng)度和韌性，以滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要

求。它還可以通過淬火來滿足鐵磁性、耐腐蝕性等特殊的物理和化學(xué)

性能。

1.1.3回火的定義。

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回火是工件淬火后加熱到AC1以下的一定溫度（珠光體在加熱過程中

轉(zhuǎn)化為奧氏體的初始溫度），保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫。

根據(jù)回火溫度范圍，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。

4.1.1低溫回火：150、250c工件回火。

目的是保持淬火工件的高硬度和耐磨性，降低淬火殘留的應(yīng)力和脆性,

回火后得到回火馬氏體，是指淬火馬氏體低溫回火時(shí)得到的組織。

應(yīng)用范圍：主要用于各種高碳鋼工具、刃具、量具、模具、滾動(dòng)軸承、

滲碳及表面淬火零件等。

4.L2中溫回火:工件在350、500℃之間回火。目的是獲得更高的彈性

和屈服點(diǎn)，適當(dāng)?shù)捻g性?；鼗鸷蟮玫交鼗?。

屈氏體是指在馬氏體回火時(shí)形成的鐵素體基體中分布著極小的球形

碳化物（或滲碳體）的復(fù)相組織。

應(yīng)用范圍：主要用于彈簧、發(fā)條、鍛模、沖擊工具等。

4.1.3高溫回火：500~650℃以上工件回火。

目的是獲得具有良好強(qiáng)度、塑性和韌性的綜合機(jī)械性能?；鼗鸷蟮幕?/p>

火索氏體是指分布在馬氏體回火形成的鐵素體基體中的細(xì)小球形碳

化物（包括滲碳體）的復(fù)相組織。

應(yīng)用范圍：廣泛應(yīng)用于連桿、螺栓、齒輪、軸等重要應(yīng)力結(jié)構(gòu)件。

1.1.4回火的目的。

回火的目的是：

⑸消除淬火過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，防止變形和開裂；

⑹調(diào)整工件的硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性，滿足性能要求；

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(c)穩(wěn)定組織和尺寸，保證精度；

(d)提高和提高加工性能。因此，回火是工件獲得所需性能的最后一

個(gè)重要過程。所需的機(jī)械性能可以通過淬火和回火獲得。

二、淬火前的準(zhǔn)備。

2.1檢查產(chǎn)品數(shù)量、規(guī)格、鋼號(hào)、圖號(hào)、檢驗(yàn)結(jié)果是否符合技術(shù)要求,

檢查產(chǎn)品表面無碰傷、裂紋、銹斑、油污等。

2.2為使?fàn)t溫準(zhǔn)確，工作前應(yīng)由儀表工用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶校正爐溫，并將

溫差寫在測(cè)溫卡上。

2.3檢查淬火工具是否齊全，設(shè)備是否完好，儀器儀表是否正常c

2.4工件形狀復(fù)雜，無硬化孔、尖角或厚度變化較大。為防止變形和

淬火的危險(xiǎn)，應(yīng)堵塞或纏繞石棉，使工件各部分的加熱和冷卻溫度均

勻。

三、淬火工藝。

3.1淬火溫度。

我公司采購的材料多為亞共析鋼(含碳量為0.0218-0.77%),亞共析

鋼淬火加熱溫度為Ac3+3(T50℃。常見材料淬火溫度如表1所示c

3.2加熱方法。

傳動(dòng)軸和連桿的調(diào)質(zhì)處理需要加熱到640~660℃,保溫到奧氏體化溫

度范圍，保溫一段時(shí)間。

3.3保溫時(shí)間。

爐內(nèi)工件應(yīng)在規(guī)定的加熱溫度范圍內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，以確保必要的

組織變化和擴(kuò)散。加熱和保溫時(shí)間由三部分組成：零件進(jìn)入爐內(nèi)達(dá)到

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指定工藝溫度所需的加熱時(shí)間（1）、透熱忖間（2）和組織變化所需

的時(shí)間（3）o1+2由設(shè)備功率、加熱介質(zhì)、工件尺寸和加熱數(shù)決定，

與鋼成分、組織和熱處理技術(shù)要求有關(guān)。

常用的經(jīng)驗(yàn)公式是aK.D。

公式：加熱時(shí)間，min；

Q-加熱時(shí)間系數(shù)，min/mm；

K-裝爐量修正系數(shù)；

D-工件有效厚度，mmo

圓柱形工件的有效厚度，但高度大于直徑時(shí)，可根據(jù)直徑計(jì)算。具體

加熱時(shí)間系數(shù)見表2；裝爐量校正系數(shù)見表3。

傳動(dòng)軸的保溫時(shí)間為120-150分鐘。

3.4加熱速度。

對(duì)于形狀復(fù)雜、畸變小或由合金鋼制成的大型鑄鍛件，必須控制加熱

速度，以減少淬火畸變和開裂傾向。一般以30~7（TC/h的限速加熱至

600^700℃,均溫一段時(shí)間后以50~100℃/h的速度加熱。直徑小于

400mm的中低碳鋼可直接加熱到溫爐中。

3.5冷卻

產(chǎn)品應(yīng)迅速冷卻至油溫。進(jìn)入油池前，必須啟動(dòng)油池?cái)嚢铏C(jī)。淬火時(shí)，

油溫應(yīng)保持在50-80C之間。為了保證產(chǎn)品的完全淬火，產(chǎn)品應(yīng)上下

搖動(dòng)，以確保冷卻均勻性。

四、回火工藝。

4.1回火溫度。

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鋼材回火定量關(guān)系型已被研究，其經(jīng)驗(yàn)公式為：T=200+k(60-x)

類型:T-回火溫度(℃)

x-回火硬度值(HRC)

k-待定系數(shù)。

常用材料的回火溫度和硬度表如表1所示。

4.2回火時(shí)間。

對(duì)于中高溫回火工件，回火時(shí)間是指均勻透燒的時(shí)間，可根據(jù)以下經(jīng)

驗(yàn)公式計(jì)算：t=ad+b。

公式:t-回火保溫時(shí)間(min)

D-工件有效尺寸(mm)

A-加熱系數(shù)(min/min)

b-附加時(shí)間，一般為10-20分鐘。

井式回火電爐(RJJ系列回火電爐)加熱系數(shù)為1.0-1.5min/mmo

4.3回火后的冷卻。

工件回火后，可出爐空冷至室溫。

五、熱處理后產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)。

5.1外觀

工件表面無裂紋、疤痕等缺陷，按熱處理工件數(shù)量100%自檢。

5.2表面硬度。

表面硬度應(yīng)在回火后進(jìn)行，并根據(jù)熱處理工件的數(shù)量進(jìn)行抽樣。檢測(cè)

方法應(yīng)按照《金屬洛氏硬度試驗(yàn)法》的規(guī)定進(jìn)行。對(duì)于未抽樣的工件,

應(yīng)使用鏗刀100魅僉查。抽樣應(yīng)選擇兩個(gè)合適的銃削位置。銃削深度

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在1-L5mni之間，粗糙度小于RaL6。銃削位置由技術(shù)人員確定，

5.3變形檢查。

淬火、回火工件變形不應(yīng)影響未來的加工和使用，變形量應(yīng)由平尺和

塞尺組合測(cè)量。

5.4對(duì)有特殊要求的工件進(jìn)行金相檢測(cè)、探傷檢測(cè)。

5.5檢查人員在檢查過程中發(fā)現(xiàn)不符合圖紜和工藝要求，應(yīng)及時(shí)通知

相關(guān)技術(shù)人員提出處理意見，檢查不合格時(shí)不得流入下一個(gè)順序。

六、熱處理缺陷分析。

6.1調(diào)質(zhì)過程中可能出現(xiàn)的缺陷。

1,硬度過高的可能原因:①冷卻速度快，組織中珠光體片間距變細(xì)，

可通過調(diào)節(jié)冷卻方式或冷卻介質(zhì)來防止；②保溫時(shí)間短，組織均勻，

保溫時(shí)間可適當(dāng)延長；③裝爐量大，爐溫不均勻，可適當(dāng)減少裝爐量。

對(duì)策：重新退火，嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，可消除硬度過高的缺陷。

2.過熱，過熱原因如下：加熱溫度過高，使晶界氧化或局部熔化。

預(yù)防措施：（1）防止加熱過程中零件過熱，根據(jù)選定設(shè)備制定正確合

理的熱處理工藝參數(shù)；（2）嚴(yán)格控制加熱溫度、保溫時(shí)間，或采取預(yù)

熱措施降低加熱速度，盡可能消除顆粒生長因素。

3,氧化、脫碳，原因：加熱時(shí)爐溫高，空氣過剩，爐內(nèi)氣氛氧化。

對(duì)策：避免加熱溫度過高，避免保溫時(shí)間過長長；②控制爐氣的中性

或還原性；③鑄件表面涂有防氧化涂料或石灰；④用防護(hù)罩或鐵屑和

木炭將鑄件與爐氣隔離。

4.裂紋，原因:①鑄件進(jìn)入退火爐前內(nèi)應(yīng)力較大；②鑄件進(jìn)爐時(shí)爐溫

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過低，或低溫時(shí)加熱速度過快，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。

對(duì)策：嚴(yán)格控制進(jìn)爐溫度，低溫階段加熱速度要慢。

5.變形原因：①墊不良（支點(diǎn)少，未墊實(shí)）；②加熱溫度不均勻，冷

速過快，熱應(yīng)力過大；③擺放不當(dāng)，或工件相互擠壓；

對(duì)策:①合理增加支點(diǎn)，仔細(xì)墊實(shí)；薄壁箱上部避免壓工件；②鑄件

堆放在爐內(nèi)，墊面不得有飛邊、毛刺和凸起；③入爐前，先標(biāo)記檢查;

裝爐時(shí)，應(yīng)根據(jù)變形情況支撐壓力。④剛出爐的零件不得掛在風(fēng)中冷

卻。

6.2回火過程中可能出現(xiàn)的缺陷。

1.高硬度：由于回火不足，即回火溫度低，回火時(shí)間不夠?？商岣呋?/p>

火溫度，延長回火時(shí)間。

2.低硬度：由于高溫或淬火組織中的非馬氏體。可降低回火溫度和淬

火工藝。

3.硬度不均勻：回火爐溫度不均勻，裝爐量過大。

4.網(wǎng)狀裂紋：回火加熱速度過快，表面產(chǎn)生多種拉應(yīng)力?；鼗鸺訜崴?/p>

度較慢。

5.回火開裂：淬火后未及時(shí)回火形成顯微裂紋?？山档痛慊饝?yīng)力，淬

火后及時(shí)回火。

七、注意事項(xiàng)。

7.1淬火溫度相同、有效厚度不同的零件，必須按保溫時(shí)間分批出爐。

7.2斷面變化較大，有尖角的零件，淬火加熱時(shí)應(yīng)采用下限溫度，防

止淬火。

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7.3淬火時(shí)不能堆放在冷卻槽中，防止冷卻不均勻和過度變形。

7.4零件淬火后應(yīng)及時(shí)回火，高溫