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解决45 钢淬火开裂问题的实用措施
更新时间:2015.12.07 新闻来源:

45钢是工业生产中最常用的材料,热处理量很大,但这种材料淬火开裂与畸变也是热处理生产中经常发生的问题。特别是当 45 钢含碳、含锰量在规定范围上限,或含铬、含铜、含钼总量超过一定数值(>0.2 %),或含有微量元素钨、硼;或者工件形状复杂,在常规淬火冷却时(水冷)很容易开裂、畸变,造成报废。

  为此,安徽合力公司施家山等人根据他们的生产经验,提出了一些措施,取得了一定的效果。

  一、将水冷改为油冷,能有效地防止淬火开裂、減少畸变。45 钢调质所采用的冷淬方法通常是水冷,水冷后综合力学性能比较好。但水冷容易开裂,畸变又大。有些产品力学性能要求不是很高,在此情况下,在硬度能达到技术要求的前提下,可以改用油冷,能有效避免淬火开裂,且所得材料硬度比较均匀。例如,对一种硬度要求达到235~260HB的套筒,原淬火工艺是820℃ 加热,自来水冷却至室温,淬火后硬度50~55HRC,550℃回火后硬度240~260 HB。结果发现10%~15%产品在内径处有裂纹,纵向出现长度10~20 mm、深度0.30~0.50 mm的龟裂。分析其原因是水冷时内外径冷却不均匀,导致裂纹产生。现淬火工艺改为840℃加热,20#机油冷却,油温60~80℃,并且用空压机鼓气搅拌。淬火后硬度为45~50HRC,530℃回火后硬度240~255HB,全部合格。所生产的产品,由于改进了淬火介质,既能避免开裂,又能满足技术要求。用户使用4年多来,没有出现质量问题,使用效果良好,经济效益明显。

  二、采用渗碳淬火+油冷工艺。对于一些形状复杂、厚薄不均,又有孔、凹槽、缺口的模具,如用水冷,不仅容易开裂,而且畸变大;硬度又不均匀,报废率很高,造成很大的经济损失。但如改用机油冷却,硬度又达不到要求。对于这一类材料,可以采用渗碳淬火工艺,不仅可以消除淬火开裂、减少畸变,而且还提高了使用寿命。例如,对于一种硬度要求为55~60HRC成型模,其缺口涨大要求小于0.20 mm。原来的热处理工艺是820℃加热,自来水冷至100~150℃,出水空冷,结果产品中有20%~30%开裂,裂纹在缺口及Ф20孔处;畸变大,缺口处涨大超过 0.2 mm。现改为以下热处理工艺:用多用炉渗碳 0.40~0.60 mm,然后直接淬火,采用油冷淬火,油温60~80℃。淬火后硬度在62 HRC以上,经过200℃回火后,硬度为57~59 HRC。所有产品无一开裂或畸变超差,全部合格。对于另一种凹槽型成型模,在原热处理工艺下,有30%~40%不合格。现改为渗碳淬火工艺,并采用油冷直接淬火,渗碳淬火后的硬度在62 HRC以上,经280℃回火后硬度为53~54 HRC,凹槽缩小量在 0.20 mm 以下,没有开裂现象,全部合格

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