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钢的表面淬火过程与PAG水性淬火液

发布时间:2012-08-01 22:02:26
车床主轴箱里的齿轮,表面需具有高硬度和耐磨性,而心部需要足够的塑性及韧性。如何来满足这样的性能要求呢?那就是运用PAG水性淬火液对钢进行表面淬火。表面淬火是通过快速加热与立即淬火两道工序,钢的表面层被PAG水性淬火液淬火成马氏体组织,获得硬而耐磨的使用性能,心部仍保持原来的退火,正火或调质状态。表面淬火一般用于中碳钢和中碳低合金钢。如45、40Cr、40MnB钢等,用于轴类零件的表面硬化,提高耐磨性。 感应加热表面淬火 利用感应电流通过工件所产生的热效应,使工件表面受到局部加热,并进行快速冷却的淬火工艺称为感应加热淬火。 感应加热淬火原理:感应线圈通以交流电时,就会在其内部和周围产生与交流频率相同的交变磁场。若把工件置于感应磁场中,则工件内部将产生感应电流并由于电阻的作用被加热,感应电流在工件表层密度最大,而心部几乎为零,这种现象称为集肤效应。交流电的频率越高,集肤效应越显著,故感应加热层就越薄。在生产中,为了得到不同的淬硬层深度,可采用不同频率的电流进行加热。 感应加热淬火工艺过程是,在加热器通人电流,工件表面在几秒钟之内迅速加热到远高于某一特定温度以上,采用水、PAG水性淬火液或聚乙烯醇水溶液喷射冷却(合金钢浸油淬火),零件表面层被淬硬。淬火后进行180-200℃低温回火,以降低淬火应力,并保持高硬度和高耐磨性。 感应加热淬火特点: ①加热速度快,因而过热度大。一般只要几秒到几十秒的时间就把零件加热到淬火温度,生产率高,便于实现机械化、自动化,适宜于成批生产。
  ②工件不易氧化和脱碳,且由于内部未被加热,淬火变形小、质量好,淬硬层深度也易于控制。但形状复杂的感应器不易制造,设备费用高。
  ③表层易得到细小的隐晶马氏体,因而硬度比普通淬火提高2-3HRC,且脆性较低。表面层淬得马氏体后,由于体积膨胀在工件表面层造成较大的残余压应力,显著提高工件的疲劳强度。
零件使用PAG水性淬火液进行高频加热淬火前,一般要经过预备热处理,如正火、调质等,目的是增加零件心部的韧性,感应加热淬火后也应根据硬度的要求,及时进行回火。 火焰加热表面淬火 利用乙炔-氧等高温火焰将零件表面迅速加热到淬火温度,随即喷水或PAG水性淬火液进行快速冷却,获得所需的表面淬硬层。 火焰加热温度很高(约3000℃以上),能将工件迅速加热到淬火温度,通过调节烧嘴的位置和移动速度,可以获得不同厚度的淬硬层。火焰淬火的淬硬层深度一般为2-6mm,主要适用于单件、小批量生产及大型零件(如大型齿轮、轴、轧辊等)的表面淬火。 淬火的特点是设备、操作简单,但温度不易控制准确,易出现过热、过烧、淬火质量不稳定。 本文参考《金属工艺基础与实践》一书。 相关链接 第二十届广州国际热处理展览会

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