敲击扳手及重型套筒扳手一般材质分为45号中碳钢和40Cr合金钢。但有些客户对产品的硬度及其他方面有特殊要求。我厂对扳手可以提供调质,回火,处理。
正火,又称常化,是将工件加热至
727
到
912
摄氏度之间以上
40~60min
,保温一段时间后,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化,去除材料的内应力。
调质即淬火和高温回火的综合热处理工艺。
调质件大都在比较大的动载荷作用下工作,它们承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用,有的表面还具有摩擦,要求有_的耐磨性等等。总之,零件处在各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器和机构的结构件,如轴类、
连杆
、螺柱、齿轮等,在机床、汽车和拖拉机等制造工业中用得很普遍。尤其是对于重型机器制造中的大型部件,调质处理用得更多.因此,调质处理在热处理中占有很重要的位置。
调质是淬火加高温回火的双重热处理,其目的是使工件具有良好的综合机械性能。
调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类,不管是碳钢还是合金钢,其含碳量控制比较严格。如果含碳量过高,调质后工件的强度虽高,但韧性不够,如含碳量过低,韧性提高而强度不足。为使调质件得到好的综合性能,一般含碳量控制在
0.30~0.50%
。
调质淬火时,要求工件整个截面淬透,使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火,得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞金相分析,一般只作硬度测试,这_是说,淬火后的硬度_达到该材料的淬火硬度,回火后硬度按图要求来检查。
工件调质处理的操作,_严格按工艺文件执行,我们只是对操作过程中如何实施工艺提些看法。
1
、
45
号钢的调质
45
号钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。它的_弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45
号钢淬火温度在
A3+(30~50)
℃
,在实际操作中,一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少,且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化,_需要足够的保温时间。如果实际装炉量大,_需适当延长保温时间。不然,可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长,也会也出现晶粒粗大,氧化脱碳严重的弊病,影响淬火质量。我们认为,如装炉量大于工艺文件的规定,加热保温时间需延长
1/5
。
因为
45
号钢淬透性低,故应采用冷却速度大的
10%
盐水溶液。工件入水后,应该淬透,但不是冷透,如果工件在盐水中冷透,_有可能使工件开裂,这是因为当工件冷却到
180
℃
左右时,奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此,当淬火工件快冷到该温度区域,_应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握,须凭经验操作,当水中的工件抖动停止,即可出水空冷(如能油冷_)。另外,工件入水宜动不宜静,应按照工件的几何形状,作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件,导致硬度不均匀,应力不均匀而使工件变形大,甚至开裂。
45
号钢调质件淬火后的硬度应该达到
HRC56~59
,截面大的可能性低些,但不能低于
HRC48
,不然,_说明工件未得到_淬火,组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织,这种组织通过回火,仍然保留在基体中,达不到调质的目的。
45
号钢淬火后的高温回火,加热温度通常为
560~600
℃
,硬度要求为
HRC22~34
。因为调质的目的是得到综合机械性能,所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的,_要按图纸要求调整回火温度,以_硬度。如有些轴类零件要求强度高,硬度要求_高;而有些齿轮、带键槽的轴类零件,因调质后还要进行铣、插加工,硬度要求_低些。关于回火保温时间,视硬度要求和工件大小而定,我们认为,回火后的硬度取决于回火温度,与回火时间关系不大,但_回透,一般工件回火保温时间总在一小时以上。
2
、
40Cr
钢的调质处理
Cr
能增加钢的淬透性,提高钢的强度和回火稳定性,具有优良的机械性能。截面尺寸大或重要的调质工件,应采用
Cr
钢。但
Cr
钢有_类回火脆性。
40Cr
工件调质的淬回火,各种参数工艺卡片都有规定,我们在实际操作中体会是:
(一)
40Cr
工件淬火后应采用油冷,
40Cr
钢的淬透性较好,在油中冷却能淬硬,而且工件的变形、开裂倾向小。但是小型企业在供油紧张的情况下,对形状不复杂的工件,可以在水中淬火,并未发现开裂,只是操作者要凭经验严格掌握入水、出水的温度。
(二)
40Cr
工件调质后硬度仍然偏高,_次回火温度_要增加
20~50
℃
,不然,硬度降低困难。
(三)
40Cr
工件高温回火后,形状复杂的在油中冷却,简单的在水中冷却,目的是避免_类回火脆性的影响。回火快冷后的工件,必要时再施以消除应力处理。
影响调质工件的质量,操作工的水平是个重要因素,同时,还有设备、材料和调质前加工等多方面的原因,我们认为:
(一)工件从加热炉转移到冷却槽速度缓慢,工件入水的温度已降到低于
Ar3
临界点,产生部分分解,工件得到不_淬火组织,达不到硬度要求。所以小零件冷却液要讲究速度,大工件予冷要掌握时间。
(二)工件装炉量要合理,以
1~2
层为宜,工件相互重叠造成加热不均匀,导致硬度不匀。
(三)工件入水排列应保持_距离,过密使工件近处蒸气膜破裂受阻,造成工件接近面硬度偏低。
(四)开炉淬火,不能一口气淬完,应视炉温下降程度,中途闭炉重新升温,以便前后工件淬后硬度一致。
(五)要注意冷却液的温度,
10%
盐水的温度如高于
60
℃
,不能使用。冷却液不能有油污、泥浆等杂质,不然,会出现硬度不足或不均匀现象。
(六)未经加工毛坯调质,硬度不会均匀,如要得到好的调质质量,毛坯应粗车,棒料要锻打。
(七)严把质量关,淬火后硬度偏低
1~3
个单位,可以调整回火温度来达到硬度要求。但淬火后工件硬度过低,有的甚至只有
HRC25~35
,_重新淬火,绝不能只施以中温或低温回火以达到图纸要求完事,不然,失去了调质的意义,并有可能产生严重的后果。
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