CN87101512A

CN87101512A - 薄壁件微变形整体淬火的工艺及装置

Info

Publication number: CN87101512A
Application number: CN 87101512
Authority: CN
Inventors: 高智敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1987-03-11
Publication date: 1988-09-21

Abstract

一种适于薄壁件微变形整体淬火的热处理工艺方法及装置，采用具有环形隔板的淬火槽，用饱和含水油作为淬火介质。使用本发明的淬火工件可以减小淬火变形，提高工件质量，提高产品的合格率，淬火后无须回火，简便易行。

Description

本发明属于钢件的热处理淬火工艺方法及装置。

薄壁及形状复杂的钢工件整体淬火时产生变形是热处理工艺的难题。用油淬火的钢件经予先加热浸入油中，在最初淬火的阶段，在工件表面形成油蒸气膜，油气膜阻碍工件的热传导，工件表面的散热在不均匀的冷却过程中进行，导致淬火工件的变形。

为解决这个问题，通常的作法是在淬火槽内采用搅拌装置。德国专利申请DE3037639提出在流体介质中特别是油介质中为了改善冷却条件，使用搅拌器和喷嘴，强烈搅动流体介质，破坏油气膜的形成，以保证淬火质量。但是对薄壁或结构复杂的钢件，强烈搅拌本身就会引起零件的变形。

本发明的目的是要提供一种薄壁件微变形整体淬火的工艺方法及装置。应用本发明可以减小工件淬火变形，提高淬火质量，提高产品的合格率。

本发明是这样实现的：用于淬火的流体介质采用含水油，所谓含水油是在机油中通入自来水或冷却循环水。用含水油作为淬火介质，将工件加热至淬火温度并保温使工件相变完成时，浸入含水油中，做上下垂直运动，待工件温度冷至马氏体转变开始点时取出空冷。当灼热的待淬火工件浸入含水油时，便立即产生“***”现象，这种现象的产生是由于油中含有水的作用，产生的这种“***”能够***工件在淬火时所形成的油气膜，保证工件均匀冷却，因而明显地减小工件在淬火时的变形。工件的淬火在淬火槽内进行，淬火槽是一个钢制的槽体，槽体上部有一个进水管及带有小孔的环形喷水管，槽体的底部有排水管，排水管的口径应大于进水管口径。槽体内有一层环形隔板，环形隔板通过钢筋与槽体焊接，环形隔板的口径小于环形喷水管，并在环形喷水管的下边。淬火槽内先注水自来水或循环冷却水，水面要高于淬火槽底部排水口，然后注入机油，油面高于环形隔板上部。环形隔板下端高于水和油的界面层。含水油的深度根据最大淬火工件的尺寸，以保证工件淬火时作上下垂直运动保持在含水油层内来确定。在淬火过程中，自来水或循环冷却水通过环形喷水管的小孔流出，沿着淬火槽的内壁源源不断地淌入油中。在环形隔板区域内淬火的工件，将环形隔板区域内含水油加热，被加热部分的含水油比重减小，则向上浮动;环形隔板外侧的热含水油被水冷却，比重增大，则下沉，这样就形成了以环形隔板为分界的无需外加动力的含水油自动循环***。这个***的作用在于保证含水油中的水总是处于饱和状态;降低含水油在淬火时不断升高的温度，与使用各种冷却管比较是最有效的热交换方式。自来水或循环冷却水穿过被加热的含水油，沉入槽底，从排水管排出，自来水或循环冷却水的流量要保持在淬火时含水油不得形成泡沫外溢。环形隔板保护工件不直接与流入槽内的水接触，避免因局部急剧冷却而产生变形。

应用本发明适于一切用油淬火的工件和用油淬火的工序。

发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1是本发明的淬火槽结构示意图;

图2是本发明的环形水管的局部放大图;

图3是应用本发明的抛丸器圆盘零件图;

图4是图3沿A-A线的剖面图。

下面结合图1～4，详细说明依据本发明提出的具体装置和工作情况。

根据图1，该装置包括槽体3，进水管及环形喷水管1、环形隔板4、出水管2和钢筋5;其中环形隔板4通过钢筋5与槽体3焊接固定，环形隔板4底端高于槽体3底面200mm，环形隔板4上端低于槽体3顶端200mm;环形喷水管1在环形隔板4的外圈并高于环形隔板4顶端50mm;出水管2在槽体3的底部，出水管2出水口高度为从含水油与水的界面算起约等于含水油深度的0.8倍。应用时先向槽体3注入自来水或循环冷却水，水面高于槽体3底部100mm，然后注入机油，油面高于环形隔板4顶部20mm，自来水沿槽体3的内壁源源淌入机油中。以抛丸器圆盘（图3）在淬火槽的环形隔板4区域内淬火为例具体说明如下：

抛丸器圆盘是一个形状复杂、壁薄、淬火时极易变形的零件，材质为40Cr（SAE5140）。将该零件加热至840℃，烧透后保温半小时，使之完全奥氏体化之后，取出淬入含水油中，做上下垂直运动，当工件淬入含水油时有闷闷的“咆哮”声，待这种咆哮声减至微弱时即达到马氏体转变开始点。历时30秒后取出空冷。实验200片，经检验硬度＞HRc41;变形＜0.06mm/500mm，合格率100%，显微组织为铁素体+贝氏体+马氏体。淬火时由于相变体积膨胀，因而产生组织应力，而铁素体和贝氏体的比容都较马氏体为小，所以这种淬火工艺较之完全淬成马氏体的工艺所产生的组织应力要小。铁素体、贝氏体、马氏体它们的形态各异，由于偏克分子体积效应也能相应地减小组织应力，所以淬火时的热应力和组织应力都减小到最小的限度，因此能最大限度地减小工件变形。由于淬火后的组织为混合体，所以无须回火。

这种显微组织特别适用于承受冲击磨削的零件，它以马氏体为前导抵御外力的磨削，而铁素体和贝氏体作为马氏体的基底对外力的冲击起缓冲作用。用本发明处理的抛丸器圆盘，使用寿命＞1000小时。

Claims

1、一种适于薄壁件微变形整体淬火的工艺方法，其特征在于淬火介质采用在油中连续不断地加入自来水或循环冷却水的含水油，将工件加热至淬火温度并保温使工件相变完成时，浸入含水油中，做上下垂直运动，待工件温度冷至马氏体转变开始点时取出空冷。

2、一种适于薄壁件微变形整体淬火的装置，其特征在于淬火槽由槽体3、进水管及管壁上带有小孔的环形喷水管1、出水管2构成，其中环形隔板4通过钢筋5与槽体3焊接，环形喷水管1口径大于环形隔板4并在环形隔板4的上方。