鍛件奧氏體化后冷卻(淬火)質量的控制問題,是提高鍛件熱處理質量的關鍵。
冷卻質量主要有三個方面,即冷卻后得到的組織結構狀態、應力類型和大小以及外觀質量。
冷卻質量主要是根據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構狀態。例如,要求鍛件在整體上具有高強度,通常淬火冷卻后應得到馬氏體組織;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生的質量問題。
1.加熱設備
1)為保證淬火、回火鍛件組織和性能的均勻性,必須對加熱設備有效加熱區內的溫度偏差進行正確的選擇和控制。
2)為了減少氧化脫碳,應在保護氣氛或真空爐內加熱,在普通空氣爐內加熱時采用保護涂料或裝箱保護。
2.淬火冷卻介質及淬火槽
(1)淬火冷卻介質
1)按JB/T6955—2008《熱處理常用淬火介質》技術要求和冷卻性能,正確地選用各類淬火冷卻介質。
2)淬火冷卻介質不應對熱處理鍛件產生嚴重銹蝕。
3)水槽中的水、水溶液不應含有過量有害物質。
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。其水含量應小于0.05% (質量分數)。
5)將淬火冷卻介質攪拌均勻后,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》進行。經分析不符合技術要求時,適當調整,甚至更換。
6)淬火冷卻介質使用溫度范圍不得超過規定。
(2)淬火槽
1)淬火槽應保證鍛件表面各部位冷卻均勻,一般應有循環攪拌和冷卻裝置。
2)淬火槽的容積應適應持續淬火和鍛件在槽中移動的需要。
3)應及時清除淬火槽中的懸浮物及沉積物。
4)淬火槽應有槽蓋,停用時加蓋保護。油槽要定期清理。
5)淬火槽應裝備分辨力不大于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回火時,應采用油冷或水冷。
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)鍛件矯直時所產生的殘留應力,應不影響以后的機械加工和使用性能,必要時可進行去應力處理。
2)清洗和清理時,不應對鍛件產生有害影響。
3)有溫度要求的清理和清洗設備,應配備分辨力不大于5℃的測溫儀表。
6.質量檢驗。
鍛件在冷卻過程中,一般會產生熱應力和組織應力等,其類型和大小應根據具體鍛件和工作條件要求來控制。
鍛件冷卻后的外觀質量,一般情況下,希望鍛件在冷卻過程中也不要產生氧化、脫碳、表面腐蝕和組元成分變化。