(2)淬火加熱保溫時(shí)間
淬火加熱保溫時(shí)間是指從爐溫指示儀表達(dá)到規(guī)定溫度至工件出爐之間的時(shí)間。保溫時(shí)間與工件形狀、尺寸、裝爐方式、裝爐量、加熱爐類型、爐溫和加熱介質(zhì)等因素有關(guān),一般用經(jīng)驗(yàn)公式確定。
t=αD
式中:t——加熱時(shí)間,min;
α——加熱系數(shù),min/mm;
D——工件的有效厚度,mm。
加熱系數(shù)的數(shù)據(jù)與工件有效厚度的計(jì)算可查閱有關(guān)資料。
(3)淬火介質(zhì)
工件進(jìn)行快速冷卻時(shí)所用的介質(zhì)稱為淬火介質(zhì)。為保證工件淬火后得到馬氏體組織,避免淬火過(guò)程中零件的變形和開(kāi)裂,必須正確選擇淬火冷卻介質(zhì)。由C曲線可知,過(guò)冷奧氏體在不同溫度下的孕育期是不同的,淬火后要得到馬氏體組織,并不需要在整個(gè)冷卻過(guò)程都進(jìn)行快速冷卻,只是需要在“鼻尖”附近快冷,在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域盡量緩慢冷卻。理想的淬火冷卻曲線應(yīng)如下圖所示,由于過(guò)冷奧氏體在650℃以上比較穩(wěn)定,冷卻速度可慢些,以減小工件內(nèi)外溫差引起的熱應(yīng)力,防止零件變形;在650~500℃內(nèi)(C曲線鼻尖附近),過(guò)冷奧氏體最不穩(wěn)定,應(yīng)快速冷卻,淬火冷卻速度應(yīng)大于VK,使過(guò)冷奧氏體不發(fā)生分解;在300~200℃內(nèi),過(guò)冷奧氏體已進(jìn)入馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū),應(yīng)緩慢冷卻,以防止相變應(yīng)力過(guò)大而使零件產(chǎn)生變形和開(kāi)裂。
但是到目前為止,符合這一特性要求的理想淬火冷卻介質(zhì)還沒(méi)有找到。目前生產(chǎn)中常用的淬火冷卻介質(zhì)有水及水溶液、油、堿浴、鹽浴等。
① 水及水溶液
水在650~500℃內(nèi)需要快冷時(shí),冷卻速度相對(duì)較?。欢?00~200℃內(nèi)需要慢冷時(shí),其冷卻速度又相對(duì)較大,容易引起零件的變形和開(kāi)裂。但因水價(jià)廉安全,故常用于形狀簡(jiǎn)單、截面較小的碳鋼工件的淬火。水溫對(duì)冷卻能力影響較大,隨著水溫的升高,水的冷卻能力降低,故使用時(shí)應(yīng)避免水溫過(guò)高。為提高水在650~500℃內(nèi)的冷卻能力,常在水中加入5%~10%的鹽(或堿)制成鹽(或堿)的水溶液。鹽水淬火件容易出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,淬火后必須清洗干凈,鹽水主要用于形狀簡(jiǎn)單、截面尺寸較大的碳鋼工件的淬火;堿水溶液對(duì)工件、設(shè)備及操作者腐蝕性大,主要用于易產(chǎn)生淬火裂紋工件的淬火。
② 油
常用的淬火油有機(jī)械油、變壓器油、柴油、植物油等。油在300~200℃內(nèi)的冷卻速度比水小,有利于減小工件的變形和開(kāi)裂,但油在650~500℃內(nèi)冷卻速度也比水小,因此一般用于合金鋼工件的淬火,使用時(shí)的油溫應(yīng)低于閃點(diǎn)60℃以上,以避免淬火過(guò)程中油槽著火。
為了減小零件淬火時(shí)的變形,也可采用硝鹽浴或堿浴作為淬火冷卻介質(zhì),它們的冷卻能力介于水和油之間。