承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件,要求表面层承受比心部更高的应力或耐磨性,需对工件表面提出强化要求,适于含碳量We=0.40~0.50%钢材。
快速加热与立即淬火冷却相结合。
通过快速加热使待加工钢件表面达到淬火温度,不等热量传到中心即迅速冷却,仅使表层淬硬为马氏体,中心仍为未淬火的原来塑性、韧性较好的退火(或正火及调质)组织。
感应加热表面淬火(高频、中频、工频),火焰加热表面淬火,电接触加热表面淬火,电解液加热表面淬火,激光加热表面淬火,电子束加热表面淬火。
将工件放在用空心铜管绕成的感应器内,通入中频或高频交流电后,在工件表面形成同频率的的感应电流,将零件表面或局部迅速加热(几秒钟内即可升温800~1000℃,心部仍接近室温)若干秒钟后迅速立即喷(浸)水冷却(或喷浸油冷却)完成浸火工作,使工件表面或局部达到相应的硬度要求。
室温时感应电流流入工件表层的深度δ(mm)与电流频率f(HZ)的关系为
频率升高,电流透入深度降低,淬透层降低。
常用的电流频率有:
1、高频加热:100~500KHZ,常用200~300KHZ,为电子管式高频加热,淬硬层深为0.5~2.5mm,适于中小型零件。
2、中频加热:电流频率为500~10000HZ,常用2500~8000HZ,电源设备为机械式中频加热装置或可控硅中频发生器。淬硬层深度2~10 mm。适于较大直径的轴类、中大齿轮等。
3、工频加热:电流频率为50HZ。采用机械式工频加热电源设备,淬硬层深可达10~20mm,适于大直径工件的表面淬火。
与普通加热淬火比较具有:
1、加热速度极快,可扩大A体转变温度范围,缩短转变时间。
2、淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体,硬度稍高(2~3HRC)。脆性较低及较高疲劳强度。
3、经该工艺处理的工件不易氧化脱碳,甚至有些工件处理后可直接装配使用。
4、淬硬层深,易于控制操作,易于实现机械化,自动化。
5、火焰表面加热淬火
热处理车间、工段的安全管井应符合国家分布的有关法规或条例,关设置必要的劳保、消防、急救、环保、通风、照明用品及设备。其车间内一定要制定一套符合标准要求的、更具体的安全操作文件,并在生产中严格执行。
表1 初试工艺及结果
阳压/kV | 阳流/A | 栅流/A | 加热时间/s | 冷却介质 | 淬硬层深度/mm | 硬度/HRC | 脱碳层深度/mm |
11 | 3 | 0.6 | 8 | 自来水浸淬 | 3.4-3.9 | 54 | 0.15 |
序号 | 工艺参数 | 检测结果 | |||||||
阳压/kV | 阳流/A | 栅流/A | 加热时间/s | 冷却介质 | 淬硬层深度/mm | 硬度/HRC | 脱碳层深度/mm | 裂纹 | |
1 | 11.0 | 2.4 | 0.50 | 7.0 | 自来水浸淬 | 3.2-3.8 | 54 | 0.120 | 发现几条细小裂纹 |
2 | 10.5 | 2.4 | 0.40 | 6.5 | 自来水浸淬 | 3.2-3.7 | 55 | 0.100 | 存在 |
3 | 10.5 | 2.2 | 0.35 | 5.5 | 自来水浸淬 | 2.8-3.3 | 55 | 0.030 | 存在 |
4 | 10.5 | 2.2 | 0.35 | 5.0 | 自来水浸淬 | 2.5-3.1 | 55 | 0.005 | 存在 |