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[讨论] 热处理工艺四要素 之冷却速度(随谈)

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该用户从未签到

发表于 2009-8-3 13:10:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
北京中仪天信科技有限公司
不同的加热速度、最高加热温度、保温时间和冷却速度为热处理工艺四要素。
热处理最简要的概括就是“热”和“冷”的规范配合。那么何为规范的“冷”?就是合适的冷却速度;包括正确选择冷却介质、控制冷却时间、掌握冷却方法!
冷却速度不当所产生的热处理缺陷为:
1.淬火:变形、开裂、软点、硬度不足。
2.回火:回火脆性、回火不足。
3.正火和退火:组织异常(魏氏组织、球化不良、石墨化等)
所以,冷却速度是热处理之关键!
此帖之所以称为随谈,即凡是涉及冷却方面的经验体会、成功失败的案例、冷却上的种种困惑及冷却的经典小资料等等,都可以在本帖进行交流探讨!


[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-3 13:27 编辑 ]

该用户从未签到

发表于 2009-8-7 11:06:44 | 显示全部楼层

回沈工

我个人认为:“感觉”中包含着丰富的经验,一般的经验可以用语言或文字加以明确的表述,但“感觉”却是一种只可“意会”,无法“言表”的经验。
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该用户从未签到

发表于 2009-8-15 18:47:33 | 显示全部楼层
说的夸张点,大锻件锻后热处理比性能热处理更重要,直接影响最后的成败。
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该用户从未签到

发表于 2009-8-4 16:03:03 | 显示全部楼层

关于冷却时间问题

其实,在普通热处理中,冷却时间是继奥氏体化温度、加热(保温)时间、加热速度(加热或升温方法)、冷却速度(主要取决于所选择的冷却介质和冷却方法)四因素之外的另一重要因素。这里所说的冷却时间包括普通淬火的油冷时间、水冷时间或其他介质冷却时间,等温淬火的等温(热浴保持)时间、分级淬火的分级(热浴保持)时间、以及双液淬火或三液淬火时在某种介质中停留时间等,所有这些冷却(或保持)时间,均对产品的最终质量产生举足轻重的影响。
   不妨以现在广泛应用的密封箱式多用炉的淬火为例,如果一个主炉的设计装炉量为1000kg,那么在不超载的情况下,不知各位设计的油冷时间(即产品在油槽的停留时间)是多少?假定你所设计的油槽停留时间是合理的(即能保证马氏体转变达到理想的深度),那么在超载50%(据了解,超载现象是普遍存在的)的情况下,如果仍然采用上述设定的油冷时间将会是什么结果呢?
   关于双液淬火水冷时间问题,与4#楼的热火先生商榷如下:一般教科书介绍,水—油双液淬火时水冷时间有三种控制办法:①可根据工件有效壁厚,每3mm停留1s,形状复杂件可按每4mm停留1s计算;②振动或水鸣停止时提出;③火色消失后的一倍时间。按上述方法确定时间,基本上可保证工件从水中提出时的温度在400~250℃之间,既能保证获得淬硬的马氏体组织,也使淬火应力限制在最低水平,从而大大降低变形开裂趋势,取得理想的双液淬火效果;若采用油—空气的双液淬火法,则油冷时间以每3mm停留3s为宜,大截面低合金钢工件按每1mm停留1.5~3s计。
   至于等温淬火和分级淬火的热浴停留(保持)时间,均有严格规定,否则就不能取得理想的淬火效果!

[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-4 16:20 编辑 ]

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发表于 2009-8-4 17:29:58 | 显示全部楼层
Cr13钢可以空冷。
1000kg多用炉,冷却可以设计为10分钟。

[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-4 20:13 编辑 ]

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[LV.10]以坛为家III

发表于 2009-8-3 13:23:01 | 显示全部楼层
这个有理 现在就是有这么个疑问:怎样能够合理确定冷却的时间?其影响因素有哪些呢?

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 楼主| 发表于 2009-8-3 14:09:16 | 显示全部楼层

回复 2# 热火 的帖子

以双液淬火为例:工件水中停留的时间按1S/5~6mm计算或注意工件在水中“丝”声微弱和工件震动减弱时转入另一冷却能力较弱的介质在继续冷却。转入时间一般在2S左右。
听声音和掌握手感需要一定的经验。

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[LV.10]以坛为家III

发表于 2009-8-3 14:20:05 | 显示全部楼层
根据相关资料有:水淬—油冷:工件每4至8毫米水中停留1秒;(大件取下限,小件取上限。形状性能要求不同,需做调整)。
单液淬火:
1.工件在水中冷却,每2至3毫米冷却1秒。
2.工件在油中冷却,20至60度的油,每10毫米冷却3至6分钟,80至150度的热油每10毫米冷却10至15分钟。

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发表于 2009-8-3 15:02:51 | 显示全部楼层
我们的一种薄壁零件,40CrNiMo,淬火后,油冷(70°)+搅拌,变形量0.5~2mm,后来取消冷搅拌,变形量0.2mm~0.4mm。

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 楼主| 发表于 2009-8-3 15:18:30 | 显示全部楼层

说一个冷却的小故事

我有一同事,15年前应邀到广州游玩,顺便想领领此地的热处理行情,于是到一热处理工厂去应聘。哈~~巧了,老板正为一个工件淬火硬度不足而急的出汗,工厂里的师傅返工几次就是硬度上不去,看到我同事来应聘,正好拿这个来考他。
我同事一看,材料是GCr15,这个材料是我们单位常用的,只是有效尺寸比较大,他心里是有底的。他叫老板一个人留下,把记录仪表用报纸蒙上,好象不给别人知道加热温度,其实温度没有改变,还是用他们原来的温度,他只是摆了一个噱头,冷却介质也是相同,就是在冷却速度(方法和时间)上花了一点功夫,结果大家应该知道了吧~~
我同事回来和我说起这件事,听罢,二个人都大笑 :lol

[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-3 15:28 编辑 ]

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[LV.10]以坛为家III

发表于 2009-8-3 15:22:44 | 显示全部楼层
O(∩_∩)O哈哈~ 很有意思啊!
相同的条件,不同的冷却方法,结果就不一样啊!

[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-4 08:18 编辑 ]

该用户从未签到

发表于 2009-8-3 15:32:33 | 显示全部楼层
实际上冷却速度是很关键的,有人说过:没有淬不上火的工件,只有达不到的冷却速度。实际上工件硬度的高低,变形的大小,甚至工件开裂,都和冷却有关。就是调质由于工件大,淬不上火得不到,正常的组织。也就是冷却速度上不去,希望大家在冷却速度上,既满足需要又应力小的,冷却介质上下功夫。

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所以因为 + 10 + 5 非常有理,冷却很关键!

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该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-8-3 15:48:52 | 显示全部楼层

回复 5# greatmanzhang 的帖子

变形是热处理非常头疼的问题。
说明冷却方法很重要,掌握了冷却方法就控制了变形!
冷却的方法是多种多样的。

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-8-3 20:16:05 | 显示全部楼层
关于冷却介质的选择,很多朋友的观点也是大相径庭的。
拿C r13型不锈钢为例,形状简单,有效尺寸较大的工件用什么冷却介质淬火合适呢?
给几种冷却介质供选择:空冷、油冷、水冷、PAG15%。大家会选那种?
或者您认为可以用其它的!

[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-4 08:26 编辑 ]

签到天数: 272 天

[LV.8]以坛为家I

发表于 2009-8-3 21:41:24 | 显示全部楼层
GCr15零件冷油淬时58HRC,将油加热淬61HRC.

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 楼主| 发表于 2009-8-4 08:32:34 | 显示全部楼层
原帖由 TYT0861 于 2009-8-3 21:41 发表
GCr15零件冷油淬时58HRC,将油加热淬61HRC.

大家应该知道其中的道理吧?

另外,冷却和季节也是有关系的;特别对于正火处理来说!

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[LV.5]常住居民I

发表于 2009-8-4 08:50:43 | 显示全部楼层
有一热处理厂做轴类产品,材料20CrMnTi,工艺流程是先渗碳空冷,然后局部高频淬火,硬度要求HRC60-64。高频操作工人自检硬度偏低,就把电流加大,硬度还是低。我当时看见就告诉他你把电流降低再试。工人持怀疑态度,还是试做了,因为他反复几次都没做成功。结果硬度在HRC62-64,问我是什么原因。

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 楼主| 发表于 2009-8-4 11:37:42 | 显示全部楼层
原帖由 孙家见 于 2009-8-4 08:50 发表
有一热处理厂做轴类产品,材料20CrMnTi,工艺流程是先渗碳空冷,然后局部高频淬火,硬度要求HRC60-64。高频操作工人自检硬度偏低,就把电流加大,硬度还是低。我当时看见就告诉他你把电流降低再试。工人持怀疑态度, ...

是什么原因?请大家讨论一下!

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发表于 2009-8-4 11:56:59 | 显示全部楼层

回复 14# 所以因为 的帖子

理论上讲有三方面的原因.1.残A.2.淬火组织粗大.3.相对来说冷却能力下降.

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[LV.8]以坛为家I

发表于 2009-8-4 12:20:08 | 显示全部楼层

回复1楼

淬火的冷却能力是淬火的核心,是达到材料表面硬度要求的基本前提,其本质要靠操作者自身的经验及水平。

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所以因为 + 10 + 5 我很赞同!

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该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-8-4 12:54:32 | 显示全部楼层
原帖由 搬运工 于 2009-8-4 11:56 发表
理论上讲有三方面的原因.1.残A.2.淬火组织粗大.3.相对来说冷却能力下降.

以40Cr材料为例:常规热处理的加热温度在850℃左右,高频感应的加热温度一般都要达到950℃左右,高工认为在多少温度下不影响冷却能力呢?

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-8-4 13:20:09 | 显示全部楼层
原帖由 fanghl 于 2009-8-4 12:20 发表
淬火的冷却能力是淬火的核心,是达到材料表面硬度要求的基本前提,其本质要靠操作者自身的经验及水平。

非常精辟! 操作者的自身经验及水平是非常关键的,还有对冷却上的正确认识也是非常重要的。
在论坛上看到很多的同仁在这方面的讨论,对冷却能力是淬火的核心认识不足。
您的论点很正确,这方面的经验肯定也很丰富,希望能介绍一二!谢谢!
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