解析鑄鐵采用中頻淬火機(jī)進(jìn)行熱處理工藝的基礎(chǔ)知識(shí)

鑄鐵采用中頻淬火機(jī)進(jìn)行熱處理工藝方法和鋼的熱處理工藝基本相似，但由于鑄鐵中石墨的存在以及化學(xué)成分等方面的差異，其熱處理又具有一定的特殊性。主要表現(xiàn)在以下方面：

(1)鑄鐵是Fe一C一Si三元合金，其共析轉(zhuǎn)變發(fā)生在一個(gè)相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)存在著鐵素體十奧氏體十石墨的穩(wěn)定平衡和鐵素體十奧氏體十滲碳體的準(zhǔn)穩(wěn)定平衡。在共析溫度范圍內(nèi)的不同溫度點(diǎn)，都對(duì)應(yīng)著不同的鐵素體和奧氏體平衡量，這樣，只要控制不同的加熱溫度和保溫時(shí)間，就可獲得不同比例的鐵索體和珠光體基體組織，在較大幅度內(nèi)調(diào)整鑄鐵的力學(xué)性能。為滿足此要求，不少?gòu)S家采用超音頻淬火電源進(jìn)行熱處理，效果良好。

(2)盡管鑄鐵總碳含量很高，但石墨化過程可使碳全部或部分以石墨形態(tài)析出，使它不僅具有類似低碳鋼的鐵素體組織，甚至可控制不同的石墨化程度，得到不同數(shù)量和形態(tài)的鐵索體與珠光體（或其他奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物)的混合組織。從而使鑄鐵采用中頻淬火機(jī)進(jìn)行熱處理，既可獲得具有相當(dāng)于高碳鋼的性能，又可獲得相當(dāng)于中、低碳鋼的性能，而鋼則沒有這種可能性。工件表層為隱針回火馬氏體，心部為回火索氏體（調(diào)質(zhì)態(tài)）或鐵素體十珠光體（正火態(tài))。

(3)鑄鐵奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的碳含量可以在一個(gè)相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化?？刂茒W氏體化溫度和加熱、保溫、冷卻條件，可以在相當(dāng)大的范圍內(nèi)調(diào)整和控制奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的碳含量，從而使鑄鐵的性能可在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

(4)與鋼不同，鑄鐵中石墨是碳的集散地。相變過程中，碳常需作遠(yuǎn)距離的擴(kuò)散，其擴(kuò)散速度受溫度和化學(xué)成分等因素的影響，并對(duì)相變過程及相變產(chǎn)物的碳含量產(chǎn)生很大的影響。

(5)熱處理不能改變石墨的形狀和分布特性，而鑄鐵采用中頻淬火機(jī)進(jìn)行熱處理的效果與鑄鐵基體中的石墨形態(tài)有密切關(guān)系；需要注意的是應(yīng)避免閥片在加熱過程中出現(xiàn)氧化或脫碳缺陷，否則將降低其疲勞強(qiáng)度和沖擊韌度。對(duì)于灰鑄鐵而言，熱處理有一定的局限性。球墨鑄鐵中石墨呈球狀，對(duì)基體的削弱作用較小，因而凡能改變金屬基體的各種熱處理方法，對(duì)于球墨鑄鐵件都非常有效。

鑄鐵的這些金相學(xué)特點(diǎn)和相變規(guī)律是鑄鐵采用中頻淬火機(jī)進(jìn)行熱處理的理論基礎(chǔ)，對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義。

機(jī)用鋸條坯采用中頻淬火機(jī)進(jìn)行退火熱處理，產(chǎn)生脆斷缺陷的原因是什么？

機(jī)用鋸條是切割機(jī)械的重要切割刃具，工件材料為W9Mo3Cr4V（W9）鋼帶。鋸條生產(chǎn)加工流程為：熱軋鋼帶一退火一刨背一銑齒一沖圓弧及孔一磨齒一分齒一熱處理等。經(jīng)中頻淬火機(jī)退火后技術(shù)要求為鋸條坯應(yīng)具有較高的韌性和冷塑性。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，鋸條工作中有時(shí)發(fā)生脆斷和撕裂失效破壞。檢查經(jīng)常動(dòng)作的電氣元件的接線有無松動(dòng),結(jié)構(gòu)有無變形儀表指針是否靈活、數(shù)顯數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確,冷卻器件的軸流風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)是否可靠。

現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，W9高速鋼脆斷和撕裂表現(xiàn)形式不同，有時(shí)發(fā)生銑齒掉齒現(xiàn)象，有時(shí)出現(xiàn)刨邊撕裂坑，有時(shí)出現(xiàn)沖圓弧及孔時(shí)產(chǎn)生裂邊現(xiàn)象，有時(shí)發(fā)生分齒時(shí)掉齒現(xiàn)象，甚至發(fā)生鋸條坯掉在地上摔斷碎裂等。其共同特點(diǎn)是工件塑性低劣，是冷脆性的表現(xiàn)，稱為脆性斷裂。硬度檢驗(yàn)表明，鋸條硬度值為213-255HBW；脆斷工件試樣光譜檢驗(yàn)表明，工件中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)量超標(biāo)，均大于0.18%，而正常值應(yīng)為0.013%；4、蝸桿淬火時(shí)，可在感應(yīng)圈外直接加噴水圈冷卻，也可離開感應(yīng)圈后在噴水圈中冷卻。初步判斷工件脆斷和錫含量嚴(yán)重偏高有關(guān)。

分析認(rèn)為，機(jī)用鋸條產(chǎn)生脆斷破壞的根本原因是工件中錫元素嚴(yán)重偏析超標(biāo)造成的。資料介紹，不銹鋼中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.02%時(shí)，將產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋及角裂，工件中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.18%，是產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋和角裂缺陷Sn含量的10倍。當(dāng)錫在鋼材晶界偏聚，超過一定量時(shí)，使工件沖擊韌度急劇下降，機(jī)用鋸條正是出現(xiàn)上述情況。由于過量錫在晶界偏聚產(chǎn)生嚴(yán)重偏析和局部Sn含量嚴(yán)重超標(biāo)，使工件韌性大大下降，導(dǎo)致工件脆斷。有資料提出，W9高速鋼中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)在0.05%以下，這對(duì)生產(chǎn)中提出了一個(gè)有益的參考技術(shù)數(shù)據(jù)。4、閥片回火胎具的平整度應(yīng)符合要求，閥片表面應(yīng)無黏附的殘鹽等，夾緊后的閥片應(yīng)在加熱一定時(shí)間后取出進(jìn)一步擰緊螺栓，可確保變形量符合技術(shù)要求。

根據(jù)以上分析，提出防止鋸條脆斷失效的技術(shù)防止措施是：在煉鋼時(shí)嚴(yán)格控制有害元素含量，工件坯料入廠時(shí)嚴(yán)格檢驗(yàn)，防止有害元素超標(biāo)鋼件混入，以確保加工產(chǎn)品（工件）質(zhì)量安全。

淺析銼刀采用高頻淬火機(jī)進(jìn)行熱處理的具體工藝

銼刀是用于銼光工件的手工工具，主要用于對(duì)金屬、木料、皮革等表層做微量加工。在工作過程中，銼刀要承受巨大的摩擦力，為此，生產(chǎn)上要求銼刀具有高的硬度、高的耐磨性和高的使用壽命。為滿足工作的需要，采用高頻淬火機(jī)進(jìn)行淬火熱處理，效果良好。

一、技術(shù)要求

銼刀要求高的硬度和耐磨性。通常用T12鋼制造。熱處理的關(guān)鍵是防止齒部淬火脫碳和要求有熟練的矯直技術(shù)。

銼刀的技術(shù)要求如下:

硬度：刃部64-67HRC，柄部≤35HRC。

淬硬深度：齒尖以下>1mm。

金相組織：馬氏體<3級(jí)，齒部無脫碳層。

畸變：彎曲＜0.1mm/100mm。

二、熱處理工藝

銼刀的熱處理工藝路線為：加熱一冷卻一熱矯直一冷透一清洗一回火一清洗一檢查。

為防止銼刀淬火加熱時(shí)氧化、脫碳，可采用高頻淬火機(jī)進(jìn)行快速加熱。其中，淬火溫度750-790℃，冷卻介質(zhì)為低于30℃的鹽水或清水，回火溫度160-180℃。

三、工藝說明

（1）小銼刀采用較高的淬火溫度，在堿浴中冷卻。

（2）淬火熱矯直系指銼刀在水中冷卻到180-200℃，取出在水槽邊手工矯直的方法。要準(zhǔn)確掌握水中冷卻時(shí)間，出水過早，會(huì)因自熱回火降低表面硬度；現(xiàn)在，越來越多的廠家采用高頻感應(yīng)淬火機(jī)對(duì)榔頭進(jìn)行淬火熱處理，生產(chǎn)出來的榔頭硬度、耐磨性以及抗折斷能力都大大提高，滿足了工作的需要。出水過晚，則因銼刀完全淬硬，增加矯直困難，甚至造成裂紋或折斷。銼刀應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)矯直好，然后完全浸入水中冷透。

感應(yīng)加熱表面淬火常見的缺陷分析以預(yù)防方法

1.硬度不足和軟點(diǎn)、軟帶

匯流條之間的距離太大， 調(diào)整匯流條之間的距離為1-3mm。

淬火介質(zhì)中有雜質(zhì)或乳化劑老化 更換淬火介質(zhì)。

冷卻水壓力太低或者冷卻不及時(shí)，增加水壓，加熱冷卻水流量，加熱后及時(shí)噴水冷卻。 i.零件在感應(yīng)器中位置偏心或零件彎曲嚴(yán)重 調(diào)整兩件或感應(yīng)器的相對(duì)位置，是個(gè)邊間隙相等；若是零件彎曲嚴(yán)重 調(diào)整零件或感應(yīng)器的相對(duì)位置，使各邊間隙相等；鋼軌軌頭加熱到900~980℃后適量噴霧冷卻,余溫控制在420~600℃。若是零件彎曲嚴(yán)重，淬火前應(yīng)進(jìn)行矯直處理。

②淬硬層深度不足

a.頻率過高導(dǎo)致渦流透熱深度過淺 太正電參數(shù)，降低感應(yīng)加熱頻率。

b.連續(xù)淬火加熱時(shí)零件與感應(yīng)器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度過快 可采用預(yù)熱-加熱淬火。

c.加熱時(shí)間過短 可以返淬，單反淬錢應(yīng)進(jìn)行感應(yīng)加熱退火。

③淬硬層剝落 產(chǎn)生的原因是表面淬硬層硬度梯度過大，或是硬化層太淺，表面馬氏體祖師倒是體積膨脹等。應(yīng)對(duì)措施是正確調(diào)整電參數(shù)，采用預(yù)熱-加熱淬火，加深過度層深度。

④淬火開裂

a.鋼中碳和錳的含量不應(yīng)超過上限，可在試淬時(shí)調(diào)整工藝與參數(shù)，也可調(diào)整淬火介質(zhì)。

b.鋼中夾雜物多，成網(wǎng)狀或成分有偏西或含有害元素多 檢查飛劍術(shù)夾雜物含量或分布狀況，毛坯需進(jìn)行反復(fù)鍛造。

c.傾角處或鍵槽等尖角處加熱時(shí)出現(xiàn)瞬間高溫而淬裂中尖角倒圓，淬火前用石棉繩或金屬棒料堵塞溝槽，空洞。

e.淬火介質(zhì)選擇不當(dāng) 改用冷卻能力低的淬火劑。用油，聚乙烯醇水溶液或其他乳化劑作為合金鋼淬火劑。

f.回火不及時(shí)或回火不足 淬火后應(yīng)及時(shí)回火，淬火和回火之間的停留時(shí)間，對(duì)于碳鋼和鑄鐵件補(bǔ)一個(gè)超過4h，合金鋼不應(yīng)超過0.5h?；鼗鸩蛔銜r(shí)，適延長(zhǎng)回火時(shí)間。

g.材料淬透性偏高 可以選用冷卻速度慢的淬火介質(zhì)。

h.返修件未經(jīng)退火或回火 返修件必須經(jīng)過回火或正火后，才能再次感應(yīng)加熱淬火。

i.零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或是技術(shù)要求不當(dāng) 加以設(shè)計(jì)部門修改不合理的接受設(shè)計(jì)，提出切實(shí)可行的工藝要求。