箱式爐及鹽浴爐中的快速加熱參數(shù)及實例

機械工業(yè)出版社《實用熱處理技術(shù)及應(yīng)用》

　　隨著我國機械工業(yè)的迅猛發(fā)展和技術(shù)水平日益提高，各行業(yè)對機械產(chǎn)品的使用性能、可靠性及使用壽命提出了更高要求。熱處理是確保機械產(chǎn)品的使用性能、可靠性及使用壽命的重要工序。為了充分發(fā)揮熱處理技術(shù)的作用,指導(dǎo)熱處理工作人員規(guī)范操作、正確操作，更好地解決熱處理生產(chǎn)中的實際問題，我們編寫了這本《實用熱處理技術(shù)及應(yīng)用》。

　　《實用熱處理技術(shù)及應(yīng)用》全面系統(tǒng)地介紹了各種熱處理技術(shù)，并以豐富的實例闡述了各種熱處理技術(shù)的應(yīng)用。內(nèi)容包括：熱處理基礎(chǔ)工藝及應(yīng)用、熱處理裂紋和變形、整體熱處理先進工藝拓展應(yīng)用、多元共滲化學(xué)熱處理工藝及其應(yīng)用、熱處理設(shè)備的操作和維護保養(yǎng)、熱處理現(xiàn)場檢驗技術(shù)及其應(yīng)用。本書概念清晰，實例豐富，圖文并茂，實用性強。

　　《實用熱處理技術(shù)及應(yīng)用》由機械工業(yè)出版社出版。

　　一 機械零件在箱式爐中快速加熱

　　1. 箱式爐中快速加熱參數(shù)的確定

　?。?）爐溫的確定 在箱式爐中采用快速加熱時，考慮電阻絲使用壽命，一般將爐溫規(guī)定在920~940℃（電阻絲為鉻鎳材料）、940～960℃（電阻絲為鐵鉻鋁材料）或960～980℃（電阻絲為含鈮、鉬等合金成分的材料）。

　　（2）裝爐量的確定 裝爐量一般根據(jù)爐子功率和使用面積確定。其原則是：首批工件裝爐前爐壁表面已達到規(guī)定溫度，且每次裝爐后爐溫均能很快恢復(fù)到規(guī)定溫度。如果裝爐量過大與爐子功率不匹配，將導(dǎo)致爐溫長時間不能恢復(fù)，影響時間計算的準確性。大批生產(chǎn)時，可“化整為零”分批連續(xù)進行。

　?。?）加熱時間的確定 快速加熱時間，一般根據(jù)工件截面有效尺寸進行計算，并結(jié)合實際情況及以往經(jīng)驗確定。

　　 1）單件快速加熱的時間，可按下式計算：

　　 t=ad （4-1）

　　式中 t ——快速加熱時間（s）；

　　 a——快速加熱時間系數(shù)（s/mm）；

　　 d——工件的有效直徑或厚度（mm）。

　　 在箱式爐中，工件有效直徑或厚度小于100mm，快速加熱時間系數(shù)a為25～30s/mm；工件有效直徑或厚度大于100mm，快速加熱時間系數(shù)a為20～25s/mm。按式（4-1）計算出快速加熱時間，應(yīng)根據(jù)確定的爐溫高低適當調(diào)整，并通過工藝驗證最后確定。

　　2）零件批量生產(chǎn)時，快速加熱時間除按式（4-1）計算外，應(yīng)根據(jù)裝爐量（m）、裝爐密度及擺放方式另附加一定時間：m＜1.5kg時，不附加時間；m= 1.5～3.0kg時，附加15.30s；m=3.0～4.5kg時，附加30～40s；m=4.5～6.0kg時，附加40～55s。

　　2. 快速加熱舉例

實例l 機車車輛彈簧的快速加熱淬火。用直徑為φ32mm的55Si2鋼條熱卷制的機車車輛圓簧，要求硬度為40～45HRC。快速加熱淬火和回火操作過程：在960～980℃溫度下加熱12min（按加熱系數(shù)20～25s/mm計算）后浸入油中冷卻。經(jīng)480～500℃、60min回火空氣冷卻。

　　處理結(jié)果：淬火后同爐試棒（同種材料、同種規(guī)格）的金相組織為細針馬氏體；表面脫碳層深度由原來普通加熱的0.5mm降低0.1mm左右；硬度和彈性均合格。

　　實例2 汽車羊角軸的快速加熱淬火。圖4-2所示為40CrMoA鋼制作的汽車羊角軸。要求硬度為25～30HRC。

操作過程：在960～980℃爐中加熱18min（以φ52mm為基數(shù)，加熱系數(shù)取21s/mm），立即在油中冷卻。經(jīng)540～560℃、120min回火后浸入水中冷卻。

處理結(jié)果：淬火后試樣金相組織為馬氏體+托氏體；硬度為49～50HRC。回火后硬度為27～30HRC。同爐試棒抗拉強度為830～840MPa；沖擊韌度為117J/cm2。

　　值得指出，端部螺紋淬火前用石棉繩包扎好，或者熱處理后再進行加工。

　　二 工模具在鹽浴爐中快速加熱

　　1．鹽浴爐中快速加熱參數(shù)的確定

　　 一般將鹽浴爐爐溫確定在950～980℃。其快速加熱時間可按式（4-1）計算，其中，鹽

　　浴爐中快速加熱時間系數(shù)a按以下規(guī)定選?。?/P>

　　1）對于滲碳件和碳素工具鋼，工件有效直徑或厚度小于10mm，快速加熱時間系數(shù)a取6～7s/mm；工件有效直徑或厚度大于10mm，快速加熱時間系數(shù)a取3～6s/mm。

　　2）對于碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼，工件有效直徑或厚度小于10mm，快速加熱時間系數(shù)a取7～9s/mm；工件有效直徑或厚度大于10mm，快速加熱時間系數(shù)a取6～8s/mm。

　　按式（4-1）計算出快速加熱時間，應(yīng)根據(jù)實際情況和以往經(jīng)驗進行適當調(diào)整，并進行工藝試驗最后確認。

　　如果批量生產(chǎn)，鹽浴爐中快速加熱的附加時間，可參考箱式爐中快速加熱的附加時間。

　　2. 工模具快速加熱舉例

　　實例1 彈性夾頭的快速加熱淬火。圖4-3所示用T8A鋼制作的彈性夾頭，硬度要求：A夾緊部分58～60HRC；B彈性部分42~44HRC。操作過程如下：

　　1）鹽浴溫度為960～980℃。將彈性夾頭A部分，浸入鹽浴中加熱12s（見圖4-4a）；繼續(xù)將B部分也浸入鹽浴，再加熱1.5min后取出進行冷卻（見圖4-4b）?！?

　　2）首先將A部分在鹽水中冷卻6s后，將整體轉(zhuǎn)入油中冷卻。

　　 3）在160～180℃回火1.5h后空冷到室溫，轉(zhuǎn)精磨工序。

　　4）在A端鑲?cè)朊浛阡N后，將B部分浸入500℃的低溫浴爐中回火1.5min（見圖4-4c），空冷到室溫。

　　實例2 圖4-5a所示為，F(xiàn)10A鋼制作的成形模，要求硬度58～6.2HRC；變形量不大于0.02mm。操作過程如下：

　　1）將各孔用石棉堵塞好。

　　2）在960～980℃加熱4min。

　　3）按圖4-5b所示方向浸入水中冷卻10s后轉(zhuǎn)油中冷卻。

　　4）在160～180℃回火60min后空冷到室溫。

　　處理結(jié)果：硬度和變形量均合格。