改善墊板淬火軟點(diǎn)的工藝方法

齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司工程院 （161005） 賈嘯天 董金陽

我廠生產(chǎn)的自動(dòng)冷鐓機(jī)ZA31－25中有一工件為墊板，其材質(zhì)為45鋼，熱處理要求整體淬火硬度42HRC。原淬火工藝為：箱式爐中820℃加熱，保溫均勻后直接在10%的氯化鈉水溶液中冷卻。

圖1為此墊板淬火后的硬度情況，在局部區(qū)域出現(xiàn)紐扣大小的淬火軟點(diǎn)，顏色呈淡茶色，檢測(cè)硬度為25～30HRC，其余部位硬度均為42～45HRC。眾所周知，軟點(diǎn)往往是工件磨損或疲勞破裂的中心，它會(huì)顯著降低工件的使用壽命，對(duì)于成品件是不允許的。而碳素鋼由于淬透性較差，更易產(chǎn)生軟點(diǎn)。本文通過對(duì)原工藝及已完工件的分析，決定對(duì)此類平面面積較大工件的淬火工藝進(jìn)行改進(jìn)，從而減少軟點(diǎn)的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品的合格率。

圖1 墊板

1.產(chǎn)生軟點(diǎn)的原因

（1）加熱不均勻 淬火加熱的目的是使工件在淬火加熱過程中完成組織轉(zhuǎn)變。為此，必須加熱到適當(dāng)?shù)臏囟炔⒂凶銐虻谋貢r(shí)間。加熱溫度偏低和保溫時(shí)間不足，使得原始珠光體組織未能完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體和奧氏體成分不均勻時(shí)，淬火后得不到全部馬氏體組織，使工件淬火后形成軟點(diǎn)。

（2）冷卻不均勻 淬火冷卻介質(zhì)冷卻能力不足，如水中混入油或肥皂等雜質(zhì)；操作不當(dāng)，如工件表面不潔，未清除氧化皮或污垢，以及工件浸入淬火冷卻介質(zhì)時(shí)運(yùn)動(dòng)不充分等，都容易產(chǎn)生軟點(diǎn)。

（3）組織不均勻 金相組織過于粗大，存在嚴(yán)重組織偏析、大塊碳化物或大塊自由鐵素體也會(huì)使淬火工件形成軟點(diǎn)。

通過對(duì)本次淬火軟點(diǎn)的金相分析，排除了原始組織缺陷和加熱不均勻的因素。對(duì)于此類淬透性較差的碳素鋼，由于工件平面較大，加上淬火冷卻介質(zhì)攪動(dòng)不充分及工件移動(dòng)不夠造成了淬火時(shí)工件表面氣泡未及時(shí)破裂致使氣泡處冷速降低，出現(xiàn)高溫分解產(chǎn)物，淬火后形成了極細(xì)珠光體組織，最終產(chǎn)生了軟點(diǎn)。

2.改進(jìn)措施與效果

（1）改進(jìn)措施 針對(duì)冷卻不足造成的軟點(diǎn)，我們決定采用噴液淬火配合單液淬火的方法來提高冷卻速度。即將噴嘴接高壓水流噴向工件需要加強(qiáng)冷卻能力的部位，使蒸汽膜提早破裂，這樣顯著地提高了在較高溫度區(qū)間內(nèi)的換熱系數(shù)和冷卻速度。然后落入淬火槽中致使各部分冷卻均勻。通過這種方法可以有效增大淬硬層深度，降低產(chǎn)生軟點(diǎn)的可能性。另外，通過壓力還可以將零件表面的氧化皮打掉，提高硬度。

（2）試驗(yàn)方法 經(jīng)研究設(shè)計(jì)噴射工裝如圖2所示，將兩個(gè)噴冷裝置搭在水槽邊上，兩者間距100～120cm，調(diào)至噴水器露出鹽水面12～15cm。將經(jīng)箱式爐820℃加熱均勻，保溫60min的工件置于噴水器中間，同時(shí)用起重機(jī)控制零件勻速下落，在完全進(jìn)入循環(huán)攪動(dòng)的鹽水槽冷卻均勻后出爐空冷。

圖2 淬火噴冷裝置

（3）試驗(yàn)結(jié)果 改進(jìn)淬火措施后的工件經(jīng)檢測(cè)硬度值均達(dá)到了50～55HRC，不再有軟點(diǎn)產(chǎn)生，滿足了墊板的設(shè)計(jì)硬度要求。且隨著噴水水壓的不斷提高，淬火冷卻介質(zhì)流量越大，淬火效果越明顯。

3.結(jié)語

采用噴射淬火冷卻的方式再對(duì)此類平面面積較大碳素鋼工件進(jìn)行淬火，能嚴(yán)格控制軟點(diǎn)的產(chǎn)生，從而提高了產(chǎn)品的精度及使用壽命。安裝此墊板的自動(dòng)冷鐓機(jī)在交付廠家使用，運(yùn)行情況良好，墊板未出現(xiàn)任何磨損現(xiàn)象。經(jīng)實(shí)踐證明，噴射淬火方法適用于此類平面面積較大的碳素鋼工件的批量生產(chǎn)。

（20130814）