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淬火的常見問題有哪些,如何解決?

2019-01-04 2232

  在熱處理淬火過程中,行業朋友們總會遇到各種各樣的問題,就這些經常會遇到的問題以及相應的解決辦法洛陽金潤寶科技有限公司小編將其進行了門整理,現分享給大家,希望對大家能有所幫助:
  Ms點隨C%的增加而降低
  淬火時,過冷奧氏體開始轉變為馬氏體的溫度稱之為Ms點,轉變完成之溫度稱之為Mf點。%C含量愈高,Ms點溫度愈降低。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。
  淬火液可添加適當的添加劑
  (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,且不會有淬裂及淬火不均勻之現象,可稱是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。
  (2)水中有雜質比純水更適合當淬火液:水中加入固體微粒,有助于工件表面之洗凈作用,破壞蒸氣膜作用,使得冷卻速度增加,可防止淬火斑點的發生。因此淬火處理,不用純水而用混合水淬火。
  (3)聚合物可與水調配成水溶性淬火液:聚合物淬火液可依加水程度調配出由水到油之冷卻速率之淬火液,甚為方便,且又無火災、污染及其他公害等,頗具前瞻性。
  (4)干冰加乙醇可用于深冷處理容液:將干冰加入乙醇中可產生-76℃之均勻溫度,是很實用的低溫冷卻液。
  硬度與淬火速度之關聯性

  只要改變鋼材淬火冷卻速率,就會獲得不同的硬度值,主要原因是鋼材內部生成的組織不同。當冷卻速度較慢時而經過鋼材的Ps曲線,此時奧氏體轉變溫度較高,奧氏體會生成波來體,轉變開始點為Ps點,轉變終結點為Pf點,波來體的硬度較小。若冷卻速度加快,冷卻曲線不會切過Ps曲線時,則奧氏體會轉變成硬度較高的馬氏體。馬氏體的硬度與固溶的碳含量有關,因此馬氏體的硬度會隨著%C含量之增加而變大,但超過0.77%C后,馬氏體內的碳固溶量已無明顯增加,其硬度變化亦趨于緩和。

淬火劑

  淬火與回火冷卻方法之區別
  淬火常見的冷卻方式有三種,分別是:(1)連續冷卻;(2)恒溫冷卻及(3)階段冷卻。為求淬火過程降低淬裂的發生,臨界區域溫度以上,可使用高于臨界冷卻速率的急速冷卻為宜;進入危險區域時,使用緩慢冷卻是為重要的關鍵技術。因此,此類冷卻方式施行時,使用階段冷卻或恒溫冷卻是適宜的。
  回火處理常見的冷卻方式包括急冷和緩冷兩種冷卻方法,其中合金鋼般使用急冷;工具鋼則以緩冷方式為宜。工具鋼自回火溫度急冷時,因殘留奧氏體轉變的緣故而易產生裂痕,稱之為回火裂痕;相同的,合金鋼若採用緩冷的冷卻方式,易導致回火脆性。
  淬火后的工件內常存在馬氏體與殘留奧氏體,在常溫放置段長久時間易引起裂痕的發生,此乃因殘留奧氏體產生轉變、引起膨脹所導致,此現象尤其再冬天寒冷的氣候下容易產生。此外,殘留奧氏體另個大缺點為硬度太低,使得工具的切削性劣化。可使用深冷處理促使馬氏體轉變生成,讓殘留奧氏體即使進步冷卻也無法再產生轉變;或以外力加工的方式,使不安定的殘留奧氏體轉變成馬氏體,降低殘留奧氏體對鋼材性之影響。
  淬火劑
  淬火處理后硬度不足的原因
  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)淬火溫度或奧氏體化溫度不夠;(2)可能是冷卻速率不足所致;(3)工件表面若熱處理前就發生脫碳現象,則工件表面硬化的果就會大打折扣;(4)工件表面有銹皮或黑皮時,該處的硬度就會明顯不足,因此宜先使用珠擊法將工件表面清除干凈后,再施以淬火處理。
  淬裂發生的原因
  會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。鋼鐵熱處理會產生淬裂,導因于淬火過程會產生轉變應力,而這個轉變應力與馬氏體轉變的過程有關,通常鋼材并非開始產生馬氏體轉變即發生破裂,而是在馬氏體轉變進行約50%時(此時溫度約150℃左右),亦即淬火即將結束前發生。因此淬火過程,在高溫時要急速冷卻,而低溫時要緩慢冷卻,若能掌握『先快后緩』的關鍵,可將淬火裂痕的情況降至 低。
  過熱容易產生淬火裂痕
  加熱超過是當的淬火溫度100℃以上,稱之為過熱。過熱時,奧氏體之結晶顆粒變得粗大化,導致淬火后生成粗大的馬氏體而脆化,易使針狀馬氏體之主干出現橫裂痕(此稱為馬氏體裂痕),此裂痕易發展成淬火裂痕。因此,當您的工件在奧氏體化溫度時產生過熱現象時,后續的淬火、冷卻均無法阻止淬裂的產生,故有人把『過熱』稱為發生淬火裂痕的元兇。
  淬火前的組織會影響淬火裂痕
  淬火前的組織當然會影響淬火的成敗。正常的前組織應該是正常化組織或退火組織(波來體結構),若淬火前組織為過熱組織、球狀化組織均會有不同的結果。過熱組織易產生淬火裂痕,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之。此時可施以球狀化退火或調質球狀化處理以獲得球狀碳化物。碳化物若以網狀組織存在,則容易由該處發生淬火裂痕。
  淬火零件因常溫放置引起之瑕疵
  淬火后的零件,若長時間放置在室溫,可能發生擱置裂痕及擱置變形兩種缺陷。擱置裂痕又稱為時裂痕,尤其在冬天寒冷的夜晚,隨溫度之下降導致殘留奧氏體轉變為馬氏體,使裂痕因此而產生,又稱之為夜泣裂痕。擱置變形又稱之為時變形,乃淬火工件放置于室溫引起尺寸形狀變化之現象,大多導因于回火處理不完所致。為防止擱置變形,需讓鋼材組織安定化,因此先要消除不安定之殘留奧氏體(實施深冷處理)。接著實施200℃~250℃的回火處理使馬氏體安定化。

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