磨床砂轮主轴热处理工艺设计(周延源)

1、 课程设计(说明书) 磨床砂轮主轴热处理工艺设计学 院： 机械工程学院 专 业： 材料1103 姓 名： 周延源 学 号： 1111243039 指导教师： 姜英老师 2014年 6 月目录一、热处理工艺课程设计的意义及目的1二、设计任务2.1给定零件12.2技术要求12.3选材论证1三、热处理工序3.1工艺流程43.2热处理工艺参数设定43.3热处理工艺解析5四、工艺曲线10五、热处理后的检验5.1热处理后检验方法105.2热处理规范及操作守则10六、热处理材料组织性能分析6.1组织分析156.2热处理缺陷及控制方法15七、加热设备19八、热处理工艺卡23九、心得和体会23十、参考文献24一

2、、热处理工艺课程设计的目的及意义热处理工艺课程设计是材控专业热处理方向学生的一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节，其目的是： 1、培养学生综合运用所学热处理知识去解决工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展。 2、学习热处理工艺课程设计的一般方法，热处理设备选用和装夹具设计等。3、进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。二、设计任务2.1给定零件：2.2技术要求: 要求主轴心部调质到235265HBS；主轴表面采用中频感应加热淬火，硬度应59HRC。2.3选材论证（选材65）：机床主轴的服役条件及失效形式：主轴是机床中的重

3、要零件，切削加工时，高速旋转的主轴承受弯曲，扭转，冲击等多种载荷，要求它具有足够的刚度、强度、耐疲劳、以及精度稳定等性能，显然硬化处理是必不可缺的。带内锥孔或外圆锥度的主轴，工作时和配合件虽无相对滑动，但装卸频繁。例如铣床主轴常需调换刀具，磨床头尾架主轴常需调换卡盘和顶尖，磨床砂轮主轴常需更换砂轮等，在装卸中都易使锥面拉毛磨损，影响精度，故也许硬化处理。与滚动轴承相配的轴颈虽无磨损，但为改善装配工艺性和保证装配精度也须具有一定的硬度。咬死，又称抱轴，是磨床砂轮主轴常见的损坏形式之一。其主要起因是润滑油中的杂质微粒，轴瓦材料择不当，结构设计不合理，加工精度不够，主轴副装配不良，间隙不均等，咬死现

4、象一旦发生，则主轴运转精度下降，磨削时产生震动，被磨零件表面出现波纹。除对上述原因改进外，在主轴选材和热处理方面，提高硬度，红硬性，热强度，有助于提高抗咬死能力。实践证明：抗咬死能力依65Mn钢中频淬火、GCr15钢中频淬火、38CrMoAlA渗氮钢渗氮处理的顺序而提高。不同工作条件下的磨床主轴选用材料和热处理的参考表序号工作条件材 料热处理硬 度原 因11） 与滑动轴承配合2） 承受中等载荷，转速较高（PV<400N.m/（cm2.s）3） 承受较高的交变和冲击载荷4） 精度要求较高40Cr（40MnVB）调质处理220250HB或250280HB1） 调制后主轴有较高的强度和韧性2）

5、 为获得良好的耐磨性选择表面淬硬3） 配件拆装部分有一定的硬度轴颈部分表面淬火5257HRC装拆配件处表面淬硬4853HRC2其他条件同1但精度要求较高，转速亦有提高45Cr（42CrMo）同序号1表面硬度5661HRC同序号131） 与滑动轴承配合2） 承受中等载荷，转速较高（PV<400N.m/（cm2.s）3） 要求轴颈有更高的耐磨性4） 精度要求较高5） 承受较高的交变载荷，但冲击载荷较小65Mn调质250280HB1） 调质后有较高的强度2） 表面淬硬后提高耐疲劳性能3） 获得较高的硬度，提高耐磨性4） 表面马氏体易粗大，冲击值低轴颈部分表面淬硬59HRC配件装拆处表面淬硬50

6、55HRC4其他条件同3但表面硬度和显微组织要求更高GCr159Mn2V同序号3250280HB59HRC1） 获得较高的表面硬度和良好的耐磨性能2） 超精磨性能好，粗糙度易降低51） 与滑动轴承配合2） 承受载荷，转速很高3） 精度要求极高，轴隙0.003mm4） 承受很高的疲劳应力和冲击载荷38CrMoAlA正火或调质250280HB1） 有很高的心部强度2） 达到很高的表面硬度，不易磨损保持精度稳定3） 优良的耐疲劳性能4） 畸变最小渗氮900HV同上同上65钢的性能特点及应用65号钢属于中高碳弹簧钢，在适当热处理或冷作硬化后具有较高强度与弹性，其焊接性不好，易形成裂纹，可切削性差，冷变

7、形塑性低，淬透性不好，一般采用油淬，大截面零件采用水淬油冷或正火处理进行硬化。其特点是在相同组态下疲劳强度可与合金弹簧钢相当。65钢用于制造弹簧、弹簧圈、各种垫圈、离合器以及制造一般机械中的轴、轧 辊、偏心轴等。65钢的化学成分钢号CSiMnCrNiCuPS650.620.700.170.370.500.800.250.250.250.0350.03565钢中Mn的含量为0.500.80%，比65Mn钢低0.4%。Mn能够强化铁素体，降低G，使奥氏体等温转变曲线右移，提高钢的淬透性；Mn是奥氏体形成元素，降低钢的A1温度，促进晶粒长大，增加钢的过热敏感性；Mn促进有害元素在晶界上的偏聚，增大钢

8、的回火脆性的倾向；Mn强烈地降低钢的Ms温度，因此增加了淬火钢中的AR；Mn扩大区的作用较大，与-Fe无限互溶，所以钢中含Mn量大时，在室温下可获得奥氏体。Mn与硫易形成MnS，所以能减轻或消除钢的热脆性。Mn与氧容易形成MnO，因此是较好的脱氧剂。三、热处理工序3.1工艺流程锻造退火粗车调质精车感应淬火-回火-磨削稳定化处理。3.2热处理工艺参数设定表3-2-1 65钢临界温度及常规热处理工艺参数临界温度/退 火正 火Ac1Ac3Ms温度/冷却方式硬度HBS温度/冷却方式硬度HBS727752265Ar1Ar3Mf680700炉冷210820860空冷-696730-淬 火回 火温度/淬火介

9、质硬度/HRC不同温度回火后的硬度值HRC常用回火温度范围/淬火介质硬度HRC150200300400500550600650800水62636358504537322824320420水/油3548磨床砂轮主轴的热处理工艺退火：锻后800X3h炉冷至550出炉空冷调质：820X2.5h，先盐水淬冷20s再油冷，然后600X4h回火，空冷感应淬火：精车后进行中频感应淬火，使用ZP-100，2500Hz设备，参数见表3-2-2回火：160X4h时效：粗磨后160X10h20mm段的两边及锥体段硬度允许低至50HRC 表3-2-2 磨床砂轮主轴中频淬火参数淬火部位功率（kW）移动速度（mm/min

10、）温度（）感应器尺寸（mm）淬火介质100X22414350110130820115X29喷水125X2050同时加热840135X34喷雾空冷20s热处理工艺实施要点调质处理中的淬火冷却方式采用的是双液淬火（水淬油冷）法，即先在浓度为5%10%的盐水中淬冷20s后，随即转入油中冷至室温。然后再进行600X4h的高温回火。轴类零件淬火时，一般采用顶尖定位，但力量应适当。否则较细的轴易产生弯曲变形。无法用顶尖定位的工件，可采用定位套或轴向定位卡套；若为阶梯轴应先淬直径小的部分，后淬直径大的部分。3.3热处理工艺解析退火 其目的为消除锻造工艺造成的组织缺陷，起到均匀组织、细化晶粒、改善切削加工性能

11、的作用。65钢在锻造后有残余应力，根据表3-3-1正火与退火工艺应用范围，选择去应力退火，先加热至800，保温3h然后炉冷至550后出炉空冷。表3-3-1正火与退火工艺应用范围工艺名称目 的应 用正火（1）提高低碳钢的硬度，改善切削加工性（2）细化晶粒改善组织（如消除魏氏组织、带状组织、大块状铁素体和网状碳化物）为最后热处理做组织准备（3）消除内应力，提高低碳钢性能，作为最后热处理（1）主要用于低中碳钢和低合金结构钢铸、锻件消除应力和淬火前的预备热处理，消除网状碳化物，为球化退火做准备，细化组织。（2）用于淬火返修件，消除内应力和细化组织，以防重淬时产生变形和开裂完全退火（1）细化晶粒（2）消

12、除魏氏组织和带状组织（3）降低硬度，提高塑形，利于切削加工（4）消除内应力（5）对于铸件可消除粗晶，提高冲击韧性、塑形和强度（1）用于中碳钢和中碳合金钢铸、焊、锻制件等。也可用于高速钢、高合金钢淬火返修前的退火，细化组织、降低硬度、改善可加工性、消除内应力。（2）用于亚共析钢的预先热处理等温退火（1）采用等温退火，由于奥氏体等温分解是在恒温下进行，因而所得到的珠光体组织均匀（特别是对于大截面的零件），从而获得均匀的力学性能（2）采用等温退火，可以使采用一般退火方法难于得到珠光体组织的钢得到珠光体，以利切削加工，并缩短生产周期（1）可根据等温退火的目的，在生产中广泛应用，特别是亚共析钢和共析钢（

13、2）合金钢的退火，几乎用等温退火代替历来采用的完全退火去应力退火（1）消除内应力、稳定尺寸、减少加工和使用过程中的变形（2）降低硬度，便于切削加工（1）消除中碳钢和中碳合金钢由于冷、热加工形成的残留应力（2）用于铸锻件和焊接件（3）对于高精度零件，为消除切削加工后的应力，稳定尺寸，采用更低温度长时间保温调质 赋予主轴整体良好的综合力学性能。加热方法：热炉装料。理由：缩短加热时间，节省能源。加热介质：盐浴加热。理由：减小开裂倾向。 淬火加热温度为820。淬火加热温度确定依据：65钢属于弹簧钢，淬火加热温度在Ac1Accm范围时，加热状态为细小奥氏体晶粒和未溶解碳化物，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分

14、布的球状碳化加热温度物。这种组织不仅有高的强度和硬度、高的耐磨性，而且有很好的韧性。如果淬火加热温度过高，碳化物溶解，奥氏体晶粒长大，淬火后得到片状马氏体，其显微裂纹增加，脆性增大，淬火开裂倾向也增大。由于碳化物的溶解，奥氏体中含碳量增加，淬火后残余奥氏体量增多，钢的硬度和耐磨性降低。保温时间2.5h：表3-3-2保温时间系数（min/mm）工件材料直径/mm600气体介质炉中预热800900气体介质炉中加热7509850盐浴炉炉中加热或预热11001300气体介质炉中加热碳素钢50>501.01.21.21.50.30.40.40.5低合金钢50>501.21.51.51.80.

15、450.50.50.55高合金钢高速钢0.350.40.650.850.30.350.30.350.170.20.160.18 调质处理中的淬火冷却方式采用的是双液淬火（水淬油冷）法，即先在浓度为5%10%的盐水中淬冷20s后，随即转入油中冷至室温。 双液淬火减少了马氏体转变时截面上的温度差，使热应力降低，还有利于工件各部分温度趋于均匀，使马氏体转变的不同时现象减少。淬火温度选择在250附近。分级淬火后处于奥氏体状态的工件具有较大塑（相变超塑性），因而创造了进行矫直和矫正的条件。 冷却介质：油冷随着油温的升高，油会变稀，而增加流动性，冷却能力加强，改进了淬火效果。在200300马氏体转变区冷却

16、非常缓慢，减少了工件的变形和开裂倾向。为得到较高硬度的马氏体组织选择在油中冷却，对于淬透性不好的65钢选用普通淬火油。65钢的淬火临界直径钢号淬火介质静 油20 水40 水20 5%NaCl水溶液65122419.525.5油淬表面硬度与有效厚度的关系截面 硬度材料<55115152525363643435151616562636062536042533742373837淬火后600回火 理由：淬火后采用高温回火，以得到回火索氏体组织，进而获得良好的综合机械性能。淬火后回火硬度与回火温度的关系见表3-2-1。中频感应加热表面淬火 根据所要求的硬化层深度来确定感应加热的频率。由于主轴尺寸较

17、大、淬硬层深度要求2mm，故选用中频感应加热表面淬火。中频感应加热表面淬火可赋予主轴表面高硬度、高耐磨性及高德疲劳强度。中频感应表面淬火的特点与高频感应加热表面淬火类同。低温回火 保证主轴表面的高硬度、高耐磨性及疲劳强度，减少内应力，降低脆性。回火时间依据：回火时间是从工件入炉后炉温升至回火温度时开始计算的。可参考经验公式： t= Kn + An*D式中 t回火时间；（min）Kn回火时间基数；An 回火时间系数； D零件有效厚度；（mm） 热处理手册中Kn 和 An的推荐值见表3-3-1表3-3-3：Kn及An的推荐值回火条件300以上300450450以上箱式炉盐浴炉箱式炉盐浴炉箱式炉盐浴

18、炉Kn1201202015103An10.410.410.4低温时效 进一步减少精机械加工造成的残余应力，稳定主轴尺寸 低温时效是在中频淬火及半精加工之后进行的，其主要作用是消除残余磨削应力及稳定淬火后的残余奥氏体。一般选择低于中频后低温回火温度。为了保证丝杠的高精度，使变形量控制在最小程度，还需在160oC的低温回火炉中进行低温、较长时间的时效处理，进一步消除残余内应力。其保温时间为10h，然后出炉空冷。查阅相关资料可知，工件内的应力松弛能力主要决定于加热温度，在一定温度下应力的松弛又主要发生在开始一个阶段，继续延长低温时效时间至10h，应力松弛的曲线趋于平缓。由于时效温度较低，一般在油浴炉

19、或空气炉中进行，保温后在空气中冷却。四、工艺曲线图4-1热处理工艺图五、热处理后的检验5.1热处理后检验方法 1、使用态的显微组织应为细针状回火马氏体+均匀分布的碳化物。 2、中频感应加热表面淬火后，淬硬层深度应2mm，硬度应59HRC。 5.2热处理规范及操作守则5.2.1去应力退火去应力退火是将工件加热到Ac1以下的适当温度，保温一定时间后逐渐缓慢冷却的工艺方法。其目的是为了去除由于机械加工、变形加工、铸造、锻造、热处理以及焊接后等产生的残余应力。 1. 不同的工件去应力退火工艺参数见下表 2. 去应力退火的温度，一般应比最后一次回火温度低2030，以免降低硬度及力学性

20、能。 3. 对薄壁工件、易变形的焊接件，退火温度应低于下限去应力退火工艺参数表：类别加热速度加热温度保温时间冷却时间焊接件300装炉100150/h50055024炉冷至300出炉空冷清除加工应力到温装炉40055024炉冷或空冷高精轴套、膛杆（38CrMoAl）200装炉80/h6006501012炉冷至200出炉（在350以上冷速50/h）精密丝杆（T10）200装炉80/h5506001012炉冷至200出炉（在350以上冷速50/h）主轴、一般丝杆（45、40Cr）随炉升温55060068炉冷至200出炉量检具、精密丝杆（T8、T10、CrMn、GGr15）随炉升温13018

21、01216空冷（时效最好，在油中时效）5.2.2调质操作一、工件浸入淬火介质应遵循的守则 1、工件浸入淬火介质前在空气中预冷可以减少畸变，预冷时间t=12+(34)d，d是危险截面厚度。2、工件在淬火介质中应根据其形状，沿不同方向作适当移动，以提高介质的冷却速度和减少工件畸变。3、轴类和圆筒形工件，从加热炉中取出后，应预冷片刻，垂直浸入淬火槽。 4、淬火后的工件应及时回火，通常室温停留时间不超过4小时。 5、回火时，在回火脆性范围内，采用油冷。 调质处理后续操作注意事项： 1、当炉温达到达到工艺温度时，用吊车将以准备好的工件料架吊进炉内，盖好锅盖后，炉温略有下降，待升至工艺温度记录加热时间。

22、2、到达加热时间后，打开炉门，用铁钩将轴逐根勾出迅速进入硝盐槽冷却，冷却时上下窜动。 3、因轴细长，冷却后可能变形超差，所以从冷却槽取出后立即清理表面，进行热矫直。 4、热矫直后清洗干净进行回火，回火后检查硬度，硬度合格后再进行矫直。校直后检查直线度，达到技术要求后转下道工序。二、质量检验方法： 1、外观检查，工件表面不允许有裂纹和有害的伤痕（必要时可用磁粉检测或其他无损检测方法检测）2、用布氏硬度、洛氏硬度或维氏硬度测量硬度。表面硬度硬度必须满足技术要求，表面硬度的误差范围，根据不同类型如下表:淬、回火件硬度要求范围表面硬度误差范围HRC单件同一批件<353550>50<3

23、53550>50特殊重要件333555重要件444766一般件655977 3、金相组织，观察显微组织，淬火组织是否是马氏体，回火后组织是否是索氏体组织。5.2.3中频感应加热表面淬火一、感应加热淬火操作要点：1、 待处理工件表面应无裂纹、伤痕、黑皮、毛刺、油污、和脱碳层等。2、 设计制造或选用感应器、喷水器时，其结构形状和尺寸应能满足工艺要求。3、 感应器与工件在处理过程中应保持合适的相对位置。4、 正确选择电参数，使设备处于最佳工作状态。5、 工件表面温度测量采用光电高温计或红外辐射温度计，连续跟踪测量控制和调整设备工作参数。6、 根据材料、工件形状、尺寸、以及加热方法和所要求的硬化

24、层深度，合理地确定冷却参数，如冷却方法、冷却介质（类型、温度、浓度、压力及流量）及冷却时间等。7、 轴类零件的圆角不要求淬火强化时，硬化层离开圆角应有一定的距离（如68mm），使硬化区与非硬化区交界处的残余拉应力远离圆角，以提高疲劳强度。8、 工件表面有沟槽、油孔时，因感应电流集中引起局部过热，可采用铁屑堵塞，使感应电流分布均匀。二、 感应淬火质量检查 1）外观检验工件表面不得有热河形式的裂纹；不得有后序加工余量13的锈蚀和灼伤等缺陷。一般工件100%目测检验；重要工件应100%进行无损检测。 2）表面硬度检验淬火区域范围的检验，依据硬度计测得的硬度确定，或根据淬火区的颜色用卡尺或钢直尺测定。

25、形状复杂或无法用硬度计测量的工件，可用硬度笔或锉刀进行检测。 3）有效硬化层深度检验形状简单的工件硬化层深度波动范围有效硬化层深度mm硬化层深度波动范围mm有效硬化层深度mm硬化层深度波动范围mm单件同一批次单件同一批件1.50.20.43.55.00.81.01.52.50.40.6>51.01.52.53.50.60.84）金相组织检验 感应淬火后的金相组织，按马氏体大小分10级。其中，46级，即细小马氏体为正常组织；13级为粗大或中等大小的马氏体，是由于加热温度偏高造成的；710级组织中有未溶铁素体或网状托氏体，是由于加热温度偏低或冷却不足产生的。 5）变形度检验感应淬火、回火后的

26、变形量，根据工件图样和工艺文件的规定检验。其中，轴类工件的直线度不得超过加工余量的13. 6）硬化区和硬化层不同形状结构的工件，表面淬火后的合理硬化区和硬化层深度，应符合以下规定：a) 轴类工件端头在一次加热淬火时，允许有23mm的过渡区；连续加热是允许有28mm的过渡区。b) 局部淬火的工件允许误差为±3mm。c) 阶梯轴高频感应淬火后，允许在阶梯处有一定宽度的未淬硬区，即直径差小于10mm时未淬硬区小于5mm；直径差为1020mm时未淬硬区小于8mm；直径大于20mm时未淬硬去小于12mm.d) 淬火部分带槽的轴，在槽两端应倒角23mm。如不能倒角，则两端允许有<8mm的软

27、带，其硬度可低于图样规定下限15HRC。e) 如果淬火部分有槽或孔，而孔或槽距轴段小于8mm时，则允许该处小于8mm不淬硬。f) 有空刀槽的轴，距空刀槽处允许有不大于5mm的软带，其硬度可低于图样规定下限15HRC。g) 轴的端面与轴均需要淬火时，允许一个表面上有8mm的回火带，或允许有一面距边缘5mm不淬硬。六、热处理材料组织性能分析6.1 组织分析1、去应力退火后得到的是室温平衡组织,即珠光体加渗碳体。2、调质淬火后组织为马氏体，如果加热温度不足或冷却速度过慢，就有可能生成非马氏体组织如铁素体、托氏体等。温度过高，可能产生过烧、过热、 加热温度超过该钢正常淬火温度，钢中奥氏体晶粒显著粗大，

28、超过技术要求的晶粒度，淬火后获得粗大马氏体组织。过共析钢加热温度过高，淬火后残留奥氏体量过多。淬火介质冷却能力不够或冷却操作不合理，致使形成部分珠光体类组织。淬火后再进行回火，渗碳体会发生聚集长大。当回火温度高于400时，碳化物即已开始聚集和球化；当温度高于600时，细粒状碳化物将迅速聚集并粗化。碳化物的球化、长大过程是按照小颗粒溶解、大颗粒长大的机制进行的。最后回复或再结晶了的 相加颗粒状渗碳体的混合组织为回火索氏体，具有良好的综合机械性能。 3、中频感应淬火后，零件表面获得高硬度的马氏体组织，而心部仍然保持韧性和塑性较好的回火索氏体组织。如果加热温度过低，则所得表面硬度不足且淬层很薄。4、

29、低温回火，使孪晶马氏体中过饱和碳原子沉淀析出弥散分布的碳化物，既可提高钢的韧性，又保持了钢的硬度、强度和耐磨性；低温回火以后得到回火马氏体及在其上分布的均匀细小的碳化物颗粒。减少了残余奥氏体的量，得到较好的综合机械性能和尺寸稳定性。感应淬火+低温回火后保温时零件的组织转变为回火索氏体，经感应淬火+低温回火转化为回火马氏体。感应淬火+低温回火后冷却到室温后的组织及性能，感应淬火+低温回火后冷却到室温后的组织为回火马氏体，保证主轴表面的高硬度，高耐磨性，高疲劳强度减少内应力，降低脆性。 5、稳定化处理可使淬火马氏体析出高度弥散的超微细碳化物。其作用与低温回火类似.6.2 热处理缺陷及控制方法6.2

30、.1淬火畸变类型及其形成原因 1、体积变化，热处理前后各种组织比体积不同是引起体积变化的主要原因。由马氏体贝氏体珠光体奥氏体的比体积依次减少。 2、形状畸变，工件各部位相对位置或尺寸发生变化。引起的原因可能是a加热温度不均，形成的热应力引起畸变或工件在炉中放置不合理，在常温下常因自重产生蠕变畸变。B.加热时，随加热温度升高，钢的屈服强度降低，已存在于工件内部的残留应力（冷变形，机加工等）达到高温下的屈服强度时，就会引起工件不均匀塑性变形而造成形状畸变和残留应力松弛。C.淬火冷却时的不同时性形成的热应力和组织应力使工件局部塑性变形。 3、工件淬不透时，截面尺寸越大，淬硬层越浅，热应力畸变倾向越大

31、。 4、淬火加热温度高，冷却速度快，热应力和组织应力畸变都有增大的趋势。减少淬火畸变的途径和方法。 5、采用合理的热处理工艺 降低淬火加热温度对减少热应力和组织应力畸变都有作用；缓慢加热或对工件进行预热，可减少加热过程中的热畸变；可采用快速加热，来减少畸变的产生；合理捆扎和吊挂工件；采用使工件垂直浸入淬火介质。 6、合理的锻造和预先热处理。6.2.2淬火开裂淬火裂纹是热处理应力超过材料的断裂强度时引起的开裂现象。裂纹呈断续的串联分布，断口有淬火油或盐水痕迹，无氧化色，裂纹两侧无脱碳现象。产生裂纹原因：1、冷却不当。在Ms温度以下快冷，因组织应力过大引起开裂。2、在淬硬层与非淬硬层交界处易形成淬

32、火裂纹。3、具有最危险淬裂尺寸的工件易形成淬火裂纹。水淬时约为815mm；油淬时为2540mm。4、严重脱碳表面易形成网状裂纹。脱碳层马氏体比体积小，受到拉应力作用，易形成网状裂纹。 5、加热温度过高，引起晶粒粗化，晶界弱化，钢的淬断强度降低，淬火易开裂。6、原材料存在显微裂纹，非金属夹杂物，严重碳化物偏析淬火开裂倾向增大。7、也可能有锻造裂纹，过烧裂纹。8、深冷处理因急冷急热形成的热应力和组织应力都比较大，且低温时材料的脆断强度低，易产生淬火开裂。9、淬火后未及时回火，工件内部的显微裂纹在淬火应力作用下扩展形成宏观裂纹。防止淬火开裂的措施：1）原材料应避免显微裂纹及严重的非金属夹杂物和碳化物

33、偏析。2）对工件易开裂部位，如尖角、薄壁、孔等进行局部包扎。3) 淬火后及时回火。6.2.3硬度不足及其预防措施：序号淬火硬度不足的原因控制措施1介质冷却能力差，工件表面有铁素体、托氏体等非马氏体组织。1） 采用冷速较快的淬火介质2） 适当提高淬火加热温度2淬火加热温度低，或预冷时间长，淬火冷却速度低，出现非马氏体组织1） 确保淬火加热温度正常2） 减少预冷时间3碳钢或低合金钢采用水油，双介质淬火时，在水中停留时间不足，或从水中提出零件后，在空气中停留时间过长严格控制零件在水中停留时间及操作规范4钢的淬透性差，且工件截面尺寸大，不能淬硬采用淬透性好的钢5合金元素内氧化，表层淬透性下降，出现托氏

34、体等非马氏体组织而内部则为马氏体组织1） 降低炉内气氛中氧化性组分含量2） 选用冷速快的淬火介质 6.2.4产生软点的原因及预防措施：序号软点形成原因控制措施1淬火时工件表面气泡未及时破裂致使气泡处冷速降低，出现非马氏体组织1） 增加介质与工件的相对运动速度2） 控制水温和水中的杂志（油）2工件表面局部的氧化皮、锈斑或其他附着物（涂料）淬火时未剥落，使冷速降低淬火前清理工件表面3原始组织不均匀，有严重的带状组织或碳化物偏析原材料进行锻造和预先热处理，使组织均匀化6.2.5回火缺陷及控制措施：序号回火缺陷产生原因控制措施1回火硬度偏高回火不足（回火温度低、回火时间不够）提高回火温度、延长回火时间

35、2回火硬度低1） 回火温度过高2） 淬火组织中有非马氏体1） 降低回火温度2） 改进淬火工艺，提高淬火硬度3回火畸变淬火应力回火时松弛引起畸变加压回火或趁热校直4回火硬度不均回火炉温不均、装炉量过多炉气循环不良炉内应有气流循环风扇或减少装炉量5回火脆性1） 在回火脆性区回火2） 回火后未快冷引起第二类回火脆性1） 避免第一类回火脆性区回火2） 在第二类回火脆性区回火后快冷6网状裂纹回火加热速度过快，表层产生多向拉应力采用较缓慢的回火加热速度7回火开裂淬火后未及时回火形成显微裂纹，在回火时裂纹发展至断裂减少淬火应力，淬火后及时回火8表面腐蚀带有残盐的零件回火前未及时清洗回火前应及时清洗残盐6.2

36、.6中频感应淬火： 1、开裂 加热温度过高、温度不均匀；冷却过急切且不均匀；淬火介质及温度选择不当等都会引起工件开裂。因此加热温度及冷却速度的控制极为重要。 2、淬硬层过深或过浅 加热功率过大或过小；电源频率过低或过高；淬火介质成分、压力、温度不当等可能引起淬硬层过深或过浅。所以应该合理选择淬火设备。 3、表面硬度过高或过低或不均匀 加热温度较低，表面脱碳等将引起表面硬度过高或过低；感应器结构不合理；加热不均匀，冷却不均匀等都会引起表面硬度不均匀。因此合理选择感应器，严格控制工艺参数极为重要。 4淬火变形，多数属于热应力型翘曲变形。为了控制翘曲变形，应减小热量向心部传递，在工艺上可采用透入式加热，提高比功率，缩短加热时间。工件也可采用旋转加热，能减小弯曲变形。七、加热设备根据工件尺寸及加热温度，退火处理选用型号为RX3-30-9的箱式电阻炉（图7-1），技术参数为：额定功率：30KW，额定电压：380V，相数：3，额定温度：950，炉膛尺寸：950mm×450mm×350mm。调质处理淬火和高温回火时均选用型号为RJ2-125-9的井式电阻炉，技术参数为：额定功率：125KW，额定电压：380V，相数：3，额定温度：950，炉膛尺寸：800mm×3000mm。图7-