一冷却技术一
钢的淬火冷却与淬火介质的选用
姚继洪
(目高《fL々j高ⅢIⅡ介*有*☆目±§201613)
摘要・采用水簋单介席或马氏俸等溢分组洱赶油坪火可使钢件获得优良的眭能.并明显战十淬此畸z和
开裂懈向疑台特啦落性牟足彭Ⅱ按照铜件的洱进挂、I件质鼍、形状和工件的技术性能要求等作台理的选择马氏体等温舟皇砭淬足∞适用于中等和高坪连性台奎钢件的洱足冷却.可用于*式精Ⅵ式槽或密封箱式炉中的淬足槽等场合
美键词:夸却技术:洱火夼晴,聚合物中图分类号:TG
5632
文献标识码:AandSelectionof
文童编号:10{181690(2011)02—0052—07
Quenching
QuenchingMediumforSteel
Lid
Shanghai201613)
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snitahlefnropen
elnsed(1iIrllfhingsystem
sealedhoxlypefumace
Words:co,ding
lef
hn,11‘嚼quenfhingmrdium.pel)nil
通常.铜热处删后的组织_I性能主要决定1。钢汴业和皿氏傩等温淬火等。儿中申介质淬火可
的淬火净印同时淬火也会导致钢f'l‘畸变甚至丌裂旧此钢的}{火)々却足热处理的关键T序,随蕾低碳经济的发展,在大力提倡节能减排和发胜绿色热处
理的当今辑4的淬火冷印止愈益受刮人们的重视
俐的淬火介质最常川的是淬火}…和啦挂淬火剂.枉大多数情况下,台金铡常秉川一Fh淬其肌阿足
JI泛Ⅲ于碳钢冶金结构钢、渗碳和碳氰共港件,感
应热处理、真空热处理投T模县钢这种方法J二艺衙一仁,蚜于挚橼。
1
1水基单介质淬火
毁情j圮r,低-|r淬避性钢常用的淬火介质为
水或水坫淬火制及汕.40t水的}々却能,』强可获得很高的冷印速度.操作方便,丹功条¨较好:缺点j±其冷却能山时水温很垃感(见罔I和阿2)为此求温的控制定要予以币视.一般应控制nj4【)1:以
F
油的冷却速度比较缓慢1¨小生r产生i=上大的热
处理畸变而增加后续精加T的难度然而刊rIil;}钢什,由于受到淬透性的限制宜采用水或水荩淬火剖,例如聚台物水溶性淬火液,近年米得到了越束越广泛的应用,
本文主要论述采用唯一介质淬火冷却时如何进择台适的淬火彳r质
H外.啦的燕气膜比较稳定易产_一气泡常使
淬火I件出蜕软点同时.水在300—2001c温度Ⅸ
l剐的拎却速度偏大,会增大形状较复杂J。件的崎空
或开裂危险
1淬火冷却方法
刑的淬火冷却方珐常Ⅲ的“单介1贾淬火烈介髓f或多种介质J淬火(包括预吩淬火)7}【t体分级
峨射能提高水的冷却能力,并随喷射建l兰的增
大而增加(图3)’二目前.际感应加热秉川啮水砖
卸M外.在睛会和大件热处理订耐,喷水冷L僻到愈米愈多的JⅢ用
收稿日期2010-07
07
作者∞舟:姚¥*(1964),¥±海凡.产3&理.i要从事奄属热”理淬此介质的研z开定和E月I作
联}电*:I3816694341
E_nlⅢl,jlba"@h.ughl.n¨帅cn
水淬油冷是一种伟见的双介质淬火方式选种淬火谇多种T艺,淬火槽的容积可小到约o
大到14m’不等。
019m3、
方法既发挥了水在高温阶段的高冷速.叉利片{r油
n:低温阶段较低冷速的特点工件既能淬硬.叉小效丁发生过太的畸变或开裂:但水淬油跨最^的问题是uI操作件荽,粤求操作者具备较高的技能
聚台物水溶性淬火液的使用,有效扩展丁斑打的淬火技术.这种介质可以通过调整浓度得到介于
聚合物水溶性淬火液迁存很多优点.可消除
常见的油娴和火灾危跬,舟4是下件在两种淬火剂巾淬火的现场照片.彤象地说明r这一问题nr以i兑,一种上作环境更安全沽净.能获得所期警
的淬火冷逮、降低T件淬火内应力及降低使用成本和便于进行废物处理的淬火冷却方法已普遍为
人们所接受,
—
水.油之mJ的中问冷速。从f面可以使工件获得优异的
性能聚合物水溶性淬火液可用于感应淬火、调质
m口
警、
040℃●5I)℃
一
闹添
\、W督\\∥f;、鹋慕基
\
日_I/一
目1
}。#I
、L
、
目'8I,H
、
mm,Inconel600
T目*度、流速为025m/s的水的冷却自线{探头:州2
C∞1…E…n
12
cf
5mmx60
I】f”“I_rn。w”Ⅵ41025
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mT∥…dal'…u…1p9m…m、
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Ji‘l【"IPfl¨60…T¨【_】__gⅢ‘l¨JI¨l¨l…P【600)1
攮戡
目2{同a&水的净却镕度曲线{m20mm银球)”
40
60
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60
{a)静±水.{b)循#水
Fig2(:‘H'¨lKl【jr~esllf
wal}rⅢvarl‘)lj‘tP¨_I×raⅢr"_
t々nkm
目3喷射速度对水的冷却镕度的影响
Fig3
HmltIJr
El】Ⅲ1¨_zinten
(20
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diam,i]vrrprobeJ二
sily‘J¨州J
Jngm“IJf
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16)
目4炽热I件律八T同介质时的现场情a(a】淬^淬火油,(b)淬^幕台轴水溶液
Fig4
SmI“rl“{Jr
q“mfhing
P4…itl
wotypI_admdium
(a)oil:(L)solulifJnrJ
1
poly.1erl…H时
2马氏体等温分级淬火油淬火
采川10氏怍等温分缎淬火jm淬火(蚓5h)与常
100—200℃)的分级淬火油中,虹至上件表面与心
部温度基本达到一致肘再空}争到窄温的种上芝,在美陶称为改良的弓氏体讣级淬火(mmliSed
marlempenng)
舰的马【E体分级淬火(man㈣旷舢#,圈5a)不矧,E
足将丁件淬^种温度较岛但低J。Ms点(通常址
甄甄
曩夏i蠹妻习亨象b
囤5目氏体分鞍淬火与日氏体等%分级本火油冷却的i意目
fal高十Ms点漳^:(bHEfMS点淬^
卜¨#s‘rhrⅡld…rli"rams“p……’w
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乌氏体等温分级淬火油冷却(幽5h)可以大幅度减小I件的淬火畸变.这是r件的表心温差减II、所致影响淬火畸韭的原吲中.很多都是rhrF件的外}B结构和冷即时热晕fe递的币同步而造成局部温差
有其他一甚原圉,包括淬火介质的温崖、搅拌ff火措的设计和J.件的化学成分姒及制造1:艺等
热处理畸坐无法避免陶此更多的是婴,J<淬火畸变僻可能小一些。对于要求汴透的中、高淬透性
rj【起的图6丧示齿轮类零什出现的冷却兰异晴
M
1
台盒钢f件,采用马氏体等{5;ij,级淬火油件火冷印
世合适的
柱齿轮的撕顶部^.蔫。L膜已经开始放火,在
肯的侧面I{燕7C膜散生缓慢.并集聚成人7、泡、但花齿j|}!部位■¨]干受结构J口状的限制,淬火漓艏抖不良,仍处于蒸气膜阶段这种泞却的不均匀他*轮中仔“扣’大的温Jg梯崖1)“{然导致l件畸变Jf
马氏件等温井绒淬火Tm的睁速比快速淬火油
低5见罔7.闪矗和枇度般部比淬火lII|高,其使川温度r,r相应提高根据钢种台理选择淬火油足很市《的
中、高淬透悱的台案特蜘钢、T具钢和轴承钢等
表1聚台物水溶性淬^液种类
目6齿轮漳火时镕齿Ⅲ和齿根因=£
一整
Tablel
Sever“typesof00|ymerquerier,ant
聚烯烃己二醇基(PAG)水溶性淬火液.如Aq251.最早由好富顿丁上世纪60年代中期推
i造成砖却=阶段同时存在的情%
r镕6
m,是一种商品化的聚合物水涪性淬火渡目前
已成功地应川于小到标准什大到风电零件的渊质热处理,适川材料为低中碳_}64和高淬透性的合金结构钢,
最近的一个府用实例是风电偏航轴承套罔(罔
n”e“)}ing
dimmnt
fromIm)仆1
l"㈣lresultingfr娜lell"m【m¥
P
s13口5existing
BInmaIl…1v
2Pa’
dunngqllvnchmg
A∞4&坩∥
8)及M屯主轴的诵质处理。这类零件一般选用具
有一定淬透性的中碳合金结构钢如42CrMo(AIS]
4140)、40CrNiMo(AISI4340)_}}4制作。这类零件除
要求室温力学性能外还有低温(一20%刊一40℃)冲击性能。废零件采用5%~7%AQ251淬火后,至
48
IIRC硬度处的淬硬层深度为50㈨n左右其淬
火马氏体组织的形貌示于周9,力学性能也极其令人礴意(表2)。
圈7T同淬火油的冷却速度
F*7
Coollnv…。Ⅱ…1。q…h㈣“s
2淬火介质的合理选用
2
1水溶性聚合物淬火液
水溶性聚台物淬火液有多种(弛表1).围内外
的水溶性聚台物淬火聃生产厂也有多家.产晶型号静小相M
爱烯蛏己二胖(P.1yalkyleneGlycol,PAG类)产品如A025l,AQl40等是H前已知的稳定性相当
图8
Fig8
420rMo钢风电偏航齿圈在月AO251淬火
好的淬火剂.广泛用下钢铁零仆的嗣厦淬火感应淬
火等.较高浓度的介质j丕可厢f渗碳齿轮的淬火最新的AQl40是一种对环境尢害的PAC赏水摹淬火液
聚乙烯毗咯烷酮(Polyvinyl
Q…l
hlwofgearrin91na0251qu㈣。hⅢn
11用r大直径叫转支承的感应淬火H,t.A025i嗣样也辖常适用,其钢球滚进感应谇火后的硬度般r4选58—60HRc,硬化崖均匀埘直径
Py肿iidone.PVP
2flofl
mm或“上的蝙航内齿罔,川10%^025I淬
类)产-铺.如AQ3699,具有优异的分子链K和抗剪切强度,嘲其保持r淬火油的冷却特性r泛川于
火液进行趺件乍齿感应加热淬火的实例照片示
干罔10
具r,用聚乙烯吡咯烷酮系刊产。协刈4Cr1
3
q氏怍
目11Rt*’320
mm…600…70
4f
∞4Crl3
不锈钢进行酬匪淬火用峥淬火介质处理的F蚪硬
r。#Ii
马E体T锈铜I#月AQ3699淬R
度低于45H刚:,且会j¨现开裂现象改JI】】5%一
表3聚合物淬^n质AQ3699的典型理化参数
Table3
Q¨r∽…#‘If
IJr∞0
II}nl
u】3^¨I
paa卅州邮gI3211IIII
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I>y70…ⅢhiA93699ilUrnchata
Physic-chemical…metemof
687±25【02593±0
5
蛀近谤介质已成功,*用{:汽轮机的高台套钢I什的件火丧4列…J’5种材料的处用结果时
AQG699pojymerquenchant
Iullm、、2Crl2NiMolWIv铜等采川~Q3699淬火
帖垭[37s1.)/eSl惜度c15
61)/g‘m1
后的P#徒数据与油淬的柑近.其他钢种零件的性能
则比c咐f的高
精离浓度的聚乙烷嚼胖啉纂聚合物旧样叮崩l二
pH值m锈性№
优矗5q的浓幢¨“m锈能,』
——』立旦塑堂生——————』韭——一
牛产线L丧叫硬度要求50HRC、有效硬化层深度逃
5
mm旧高件透t牛钢凸轮轴的感应加热直接淬火,
裹4汽轮机零件月T同浓度AO3699淬火液淬火和膏温回火后的力学性艟
Tabl4MechanicalorooeriiesoftuCoinepartsquenchodin
m6∞queneAla,.Iandtempered
z(%)
40
材质介质要求
‰∥Mn
590—72010901145
R√Mh
735
A(%)
151513161819
0550o0
^k洲
2477
HB
0
M1—277
354359
217—248
30CrlMolv
油谇
15%
11帅
12lO
67079
395
560580
77∞
55
ICrllMov
要求490
670油谇
10%
鹋5
8lO780
90.%
猁
2拍
31)2—33I
298
650
590450
490500550
鲫90
lI2218
1320
要求部9
2Crl2NiMolw}V油淬850
10%840
965
990
15O
1717
50
980890
298262—302
要求590~755
7"
160
Ocrl7NHc“№
油谇
蚪5
960950785
加o
23181417
00
560
6258
05
155,[70165
170
288292293
10%83015%
795
144160
3974102117113
要求6帅
NICrlMolVTiB
05
500595
600
255—293
2852K5
油淬斛0
10%855
930
940
180
22马氏体分级淬火油(优化的马氏体淬火技术l
襄5日氏体分级漳火油fMT姗、MT3帕l的典型目化参数
Table5
马氏体分级淬火是将1:件从奥氏体化温度淬^
温度稍高于被处理钢种Ms点的盐谘中并保持足够长的时呵,以使其心部和表面温度一致.然后继续冷
Physic-chemi∞lparametersofmaaemp曰dng“l
“
牯度(40℃)/dI
f100t)/c目
却至室温,待奥氏体向马氏体转变完成。马氏体分
级淬火的温度范围一般都为230~430℃,目前还没有可替代盐裕的介质。
掣龅嚣**
讷箍
120】3
一
110
一
热处理工作者都有这样的感受.即需要一种温
度范围处在这些盐浴温度以下的热浦淬火槽.以实现少畸生和牡绝开袈的热处理作业。
闪点/℃燃点/℃
密度(I56℃)/t灰分(%)
摊荐使用盟度/℃
最低使用温度晟高使用温度.*式淬火槽右气氛保护场合
m’
>240
)2700872025
>230>2500878025
好富顿公司于199t)年代开发m丁一系列中等辅度、在使用温度范围内可提供中等冷建的马氏体
分级淬火油MT3530和MT340.是好富顿公司公司
产品系列中冷速最快的马氏体分级淬火油之一,稳定性好,使用寿命长:MT3530的典型理化性能见
表5。
这两种淬火油适用于变形倾向较大的渗碳钢或祭体硬化钢T件,以及黑色金属的回火或有色金属
蛐
140200
一"式目火槽z00
适的马氏体分级淬火油并进行试验。
的时效处理:它可用丁开式槽、闭式槽或者密封箱式炉中的整体式淬火槽。
应用实例某齿轮制造商密封箱式炉的整体淬火槽油温120℃,对渗碳的汽车传动齿轮进行马氏
体分级淬火原淬火油在使Hi6至8周以后就出现性能i|=l化变质而无法再用,并且老化了的淬火油还造成齿轮的畸变无法控制,以至于不得不采用全槽
试验足在一台加了马氏体分级淬火油(MT3530)的密封箱式炉中进行的(罔12)。初步试用齿
轮畸变就被控制在公差范围之内,而油的寿命也得
到了明显的改善.更换后的油至少可连续使用70一舳周.油的使用成本和操作成本都用此而大幅度
降低。
用工1SUV汽车后驱动的AISI8620钢制主动和
更换这种成本极高的措旖。为了降低油的使用成本,这家制造商经与好富顿联系后要求推荐一种台
被动齿轮,用M13柏进行渗碳后的淬火处理,渗层的
硬度梯度曲线见罔13.齿根心部的显傲组织见刚14。
¨,獠磐霹
目14齿根心部的漳A目‰
i0
FIg14
Asquenched
m…slnlrolJm…I…
x500
x
5“,
h010o
乌氏体等温分缀淬火油淬火足改良f日马氏怫分级淬火方法,IIf姒人幅度喊小[川帅淬火畸|:蕾,,6川r具有中等和高淬谴性台金钢T州,优化了马R悼淬火挫术
11f1
g
∞
10
不论足水溶¨枭合物淬火泄西挂屿氏体等温升级淬火油,这些拌火制产-Ifl都呵抉徉叫艟的应川l的效益现代技术r,f提供接近于垃件应川效
目^ⅢH。‰mm
01
果的淬火介幔,这种探索和改进正小断地垃牛在
目13
AISI8620钢从动齿轮齿节和
好富都-所牛产的淬火介质中.同时这也是为r满
齿根渗碳淬火后渗目的硬度梯度
Fig
3
Ha
rtlne”profih^in…’ofpit{h
足材#忡I处理领域对淬火冷却和零件吐能小断提
r『H1I
unlIuf
目的口水
参考文献
car}mnzeda.dhd“|,lIP『l_ln、P¨gP“rI)fAISI8620,IpP【
3结束语
聚台物水溶性淬火}f|[的使用拓展丁现有淬火技
术,可以通过调整浓度{日到种介下水油之问的冷速,从而使工件获得优异的性能并碱少淬火畸变和
‘“㈨”‰…a。m………““mo.2rid“。……ra“…・h“‘8。…“姗瑚
二’w《*#%*托“”4…n。”r””
m‘m¨#
开裂紫危譬,曼供更安全沽净的『:作环境。聚合物木溶眭淬火液有很多种如PAGACR、PVP和PE()
等,-一f按照钢¨的淬遮性、T¨质髓形状眦皿T卅
3;;:i:巍《雌k№#…*☆…。:㈨
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的技术性能要求等作台理选用.『q时要世计合理的浓度{m用温度和搅拌速度等参数
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新书《金属固态相变教程》介绍
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应热处理、真空热处理投T模县钢这种方法J二艺衙一仁,蚜于挚橼。
1
1水基单介质淬火
毁情j圮r,低-|r淬避性钢常用的淬火介质为
水或水坫淬火制及汕.40t水的}々却能,』强可获得很高的冷印速度.操作方便,丹功条¨较好:缺点j±其冷却能山时水温很垃感(见罔I和阿2)为此求温的控制定要予以币视.一般应控制nj4【)1:以
F
油的冷却速度比较缓慢1¨小生r产生i=上大的热
处理畸变而增加后续精加T的难度然而刊rIil;}钢什,由于受到淬透性的限制宜采用水或水荩淬火剖,例如聚台物水溶性淬火液,近年米得到了越束越广泛的应用,
本文主要论述采用唯一介质淬火冷却时如何进择台适的淬火彳r质
H外.啦的燕气膜比较稳定易产_一气泡常使
淬火I件出蜕软点同时.水在300—2001c温度Ⅸ
l剐的拎却速度偏大,会增大形状较复杂J。件的崎空
或开裂危险
1淬火冷却方法
刑的淬火冷却方珐常Ⅲ的“单介1贾淬火烈介髓f或多种介质J淬火(包括预吩淬火)7}【t体分级
峨射能提高水的冷却能力,并随喷射建l兰的增
大而增加(图3)’二目前.际感应加热秉川啮水砖
卸M外.在睛会和大件热处理订耐,喷水冷L僻到愈米愈多的JⅢ用
收稿日期2010-07
07
作者∞舟:姚¥*(1964),¥±海凡.产3&理.i要从事奄属热”理淬此介质的研z开定和E月I作
联}电*:I3816694341
E_nlⅢl,jlba"@h.ughl.n¨帅cn
水淬油冷是一种伟见的双介质淬火方式选种淬火谇多种T艺,淬火槽的容积可小到约o
大到14m’不等。
019m3、
方法既发挥了水在高温阶段的高冷速.叉利片{r油
n:低温阶段较低冷速的特点工件既能淬硬.叉小效丁发生过太的畸变或开裂:但水淬油跨最^的问题是uI操作件荽,粤求操作者具备较高的技能
聚台物水溶性淬火液的使用,有效扩展丁斑打的淬火技术.这种介质可以通过调整浓度得到介于
聚合物水溶性淬火液迁存很多优点.可消除
常见的油娴和火灾危跬,舟4是下件在两种淬火剂巾淬火的现场照片.彤象地说明r这一问题nr以i兑,一种上作环境更安全沽净.能获得所期警
的淬火冷逮、降低T件淬火内应力及降低使用成本和便于进行废物处理的淬火冷却方法已普遍为
人们所接受,
—
水.油之mJ的中问冷速。从f面可以使工件获得优异的
性能聚合物水溶性淬火液可用于感应淬火、调质
m口
警、
040℃●5I)℃
一
闹添
\、W督\\∥f;、鹋慕基
\
日_I/一
目1
}。#I
、L
、
目'8I,H
、
mm,Inconel600
T目*度、流速为025m/s的水的冷却自线{探头:州2
C∞1…E…n
12
cf
5mmx60
I】f”“I_rn。w”Ⅵ41025
t
mT∥…dal'…u…1p9m…m、
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5…儿】in
Ji‘l【"IPfl¨60…T¨【_】__gⅢ‘l¨JI¨l¨l…P【600)1
攮戡
目2{同a&水的净却镕度曲线{m20mm银球)”
40
60
】∞
r・、
60
{a)静±水.{b)循#水
Fig2(:‘H'¨lKl【jr~esllf
wal}rⅢvarl‘)lj‘tP¨_I×raⅢr"_
t々nkm
目3喷射速度对水的冷却镕度的影响
Fig3
HmltIJr
El】Ⅲ1¨_zinten
(20
nltH
diam,i]vrrprobeJ二
sily‘J¨州J
Jngm“IJf
wnler
fa}
16)
目4炽热I件律八T同介质时的现场情a(a】淬^淬火油,(b)淬^幕台轴水溶液
Fig4
SmI“rl“{Jr
q“mfhing
P4…itl
wotypI_admdium
(a)oil:(L)solulifJnrJ
1
poly.1erl…H时
2马氏体等温分级淬火油淬火
采川10氏怍等温分缎淬火jm淬火(蚓5h)与常
100—200℃)的分级淬火油中,虹至上件表面与心
部温度基本达到一致肘再空}争到窄温的种上芝,在美陶称为改良的弓氏体讣级淬火(mmliSed
marlempenng)
舰的马【E体分级淬火(man㈣旷舢#,圈5a)不矧,E
足将丁件淬^种温度较岛但低J。Ms点(通常址
甄甄
曩夏i蠹妻习亨象b
囤5目氏体分鞍淬火与日氏体等%分级本火油冷却的i意目
fal高十Ms点漳^:(bHEfMS点淬^
卜¨#s‘rhrⅡld…rli"rams“p……’w
4}tJumhlngin
an
7nan¨l。”“”g8nflnmdif_edlnHnP…p””z
M
a
oil
alIe日1l”¨1ums山Ⅲ、M5{(hj‘IupnI}川g“¨oilaIle“p。mI洲Hhrlw
乌氏体等温分级淬火油冷却(幽5h)可以大幅度减小I件的淬火畸变.这是r件的表心温差减II、所致影响淬火畸韭的原吲中.很多都是rhrF件的外}B结构和冷即时热晕fe递的币同步而造成局部温差
有其他一甚原圉,包括淬火介质的温崖、搅拌ff火措的设计和J.件的化学成分姒及制造1:艺等
热处理畸坐无法避免陶此更多的是婴,J<淬火畸变僻可能小一些。对于要求汴透的中、高淬透性
rj【起的图6丧示齿轮类零什出现的冷却兰异晴
M
1
台盒钢f件,采用马氏体等{5;ij,级淬火油件火冷印
世合适的
柱齿轮的撕顶部^.蔫。L膜已经开始放火,在
肯的侧面I{燕7C膜散生缓慢.并集聚成人7、泡、但花齿j|}!部位■¨]干受结构J口状的限制,淬火漓艏抖不良,仍处于蒸气膜阶段这种泞却的不均匀他*轮中仔“扣’大的温Jg梯崖1)“{然导致l件畸变Jf
马氏件等温井绒淬火Tm的睁速比快速淬火油
低5见罔7.闪矗和枇度般部比淬火lII|高,其使川温度r,r相应提高根据钢种台理选择淬火油足很市《的
中、高淬透悱的台案特蜘钢、T具钢和轴承钢等
表1聚台物水溶性淬^液种类
目6齿轮漳火时镕齿Ⅲ和齿根因=£
一整
Tablel
Sever“typesof00|ymerquerier,ant
聚烯烃己二醇基(PAG)水溶性淬火液.如Aq251.最早由好富顿丁上世纪60年代中期推
i造成砖却=阶段同时存在的情%
r镕6
m,是一种商品化的聚合物水涪性淬火渡目前
已成功地应川于小到标准什大到风电零件的渊质热处理,适川材料为低中碳_}64和高淬透性的合金结构钢,
最近的一个府用实例是风电偏航轴承套罔(罔
n”e“)}ing
dimmnt
fromIm)仆1
l"㈣lresultingfr娜lell"m【m¥
P
s13口5existing
BInmaIl…1v
2Pa’
dunngqllvnchmg
A∞4&坩∥
8)及M屯主轴的诵质处理。这类零件一般选用具
有一定淬透性的中碳合金结构钢如42CrMo(AIS]
4140)、40CrNiMo(AISI4340)_}}4制作。这类零件除
要求室温力学性能外还有低温(一20%刊一40℃)冲击性能。废零件采用5%~7%AQ251淬火后,至
48
IIRC硬度处的淬硬层深度为50㈨n左右其淬
火马氏体组织的形貌示于周9,力学性能也极其令人礴意(表2)。
圈7T同淬火油的冷却速度
F*7
Coollnv…。Ⅱ…1。q…h㈣“s
2淬火介质的合理选用
2
1水溶性聚合物淬火液
水溶性聚台物淬火液有多种(弛表1).围内外
的水溶性聚台物淬火聃生产厂也有多家.产晶型号静小相M
爱烯蛏己二胖(P.1yalkyleneGlycol,PAG类)产品如A025l,AQl40等是H前已知的稳定性相当
图8
Fig8
420rMo钢风电偏航齿圈在月AO251淬火
好的淬火剂.广泛用下钢铁零仆的嗣厦淬火感应淬
火等.较高浓度的介质j丕可厢f渗碳齿轮的淬火最新的AQl40是一种对环境尢害的PAC赏水摹淬火液
聚乙烯毗咯烷酮(Polyvinyl
Q…l
hlwofgearrin91na0251qu㈣。hⅢn
11用r大直径叫转支承的感应淬火H,t.A025i嗣样也辖常适用,其钢球滚进感应谇火后的硬度般r4选58—60HRc,硬化崖均匀埘直径
Py肿iidone.PVP
2flofl
mm或“上的蝙航内齿罔,川10%^025I淬
类)产-铺.如AQ3699,具有优异的分子链K和抗剪切强度,嘲其保持r淬火油的冷却特性r泛川于
火液进行趺件乍齿感应加热淬火的实例照片示
干罔10
具r,用聚乙烯吡咯烷酮系刊产。协刈4Cr1
3
q氏怍
目11Rt*’320
mm…600…70
4f
∞4Crl3
不锈钢进行酬匪淬火用峥淬火介质处理的F蚪硬
r。#Ii
马E体T锈铜I#月AQ3699淬R
度低于45H刚:,且会j¨现开裂现象改JI】】5%一
表3聚合物淬^n质AQ3699的典型理化参数
Table3
Q¨r∽…#‘If
IJr∞0
II}nl
u】3^¨I
paa卅州邮gI3211IIII
EI
I>y70…ⅢhiA93699ilUrnchata
Physic-chemical…metemof
687±25【02593±0
5
蛀近谤介质已成功,*用{:汽轮机的高台套钢I什的件火丧4列…J’5种材料的处用结果时
AQG699pojymerquenchant
Iullm、、2Crl2NiMolWIv铜等采川~Q3699淬火
帖垭[37s1.)/eSl惜度c15
61)/g‘m1
后的P#徒数据与油淬的柑近.其他钢种零件的性能
则比c咐f的高
精离浓度的聚乙烷嚼胖啉纂聚合物旧样叮崩l二
pH值m锈性№
优矗5q的浓幢¨“m锈能,』
——』立旦塑堂生——————』韭——一
牛产线L丧叫硬度要求50HRC、有效硬化层深度逃
5
mm旧高件透t牛钢凸轮轴的感应加热直接淬火,
裹4汽轮机零件月T同浓度AO3699淬火液淬火和膏温回火后的力学性艟
Tabl4MechanicalorooeriiesoftuCoinepartsquenchodin
m6∞queneAla,.Iandtempered
z(%)
40
材质介质要求
‰∥Mn
590—72010901145
R√Mh
735
A(%)
151513161819
0550o0
^k洲
2477
HB
0
M1—277
354359
217—248
30CrlMolv
油谇
15%
11帅
12lO
67079
395
560580
77∞
55
ICrllMov
要求490
670油谇
10%
鹋5
8lO780
90.%
猁
2拍
31)2—33I
298
650
590450
490500550
鲫90
lI2218
1320
要求部9
2Crl2NiMolw}V油淬850
10%840
965
990
15O
1717
50
980890
298262—302
要求590~755
7"
160
Ocrl7NHc“№
油谇
蚪5
960950785
加o
23181417
00
560
6258
05
155,[70165
170
288292293
10%83015%
795
144160
3974102117113
要求6帅
NICrlMolVTiB
05
500595
600
255—293
2852K5
油淬斛0
10%855
930
940
180
22马氏体分级淬火油(优化的马氏体淬火技术l
襄5日氏体分级漳火油fMT姗、MT3帕l的典型目化参数
Table5
马氏体分级淬火是将1:件从奥氏体化温度淬^
温度稍高于被处理钢种Ms点的盐谘中并保持足够长的时呵,以使其心部和表面温度一致.然后继续冷
Physic-chemi∞lparametersofmaaemp曰dng“l
“
牯度(40℃)/dI
f100t)/c目
却至室温,待奥氏体向马氏体转变完成。马氏体分
级淬火的温度范围一般都为230~430℃,目前还没有可替代盐裕的介质。
掣龅嚣**
讷箍
120】3
一
110
一
热处理工作者都有这样的感受.即需要一种温
度范围处在这些盐浴温度以下的热浦淬火槽.以实现少畸生和牡绝开袈的热处理作业。
闪点/℃燃点/℃
密度(I56℃)/t灰分(%)
摊荐使用盟度/℃
最低使用温度晟高使用温度.*式淬火槽右气氛保护场合
m’
>240
)2700872025
>230>2500878025
好富顿公司于199t)年代开发m丁一系列中等辅度、在使用温度范围内可提供中等冷建的马氏体
分级淬火油MT3530和MT340.是好富顿公司公司
产品系列中冷速最快的马氏体分级淬火油之一,稳定性好,使用寿命长:MT3530的典型理化性能见
表5。
这两种淬火油适用于变形倾向较大的渗碳钢或祭体硬化钢T件,以及黑色金属的回火或有色金属
蛐
140200
一"式目火槽z00
适的马氏体分级淬火油并进行试验。
的时效处理:它可用丁开式槽、闭式槽或者密封箱式炉中的整体式淬火槽。
应用实例某齿轮制造商密封箱式炉的整体淬火槽油温120℃,对渗碳的汽车传动齿轮进行马氏
体分级淬火原淬火油在使Hi6至8周以后就出现性能i|=l化变质而无法再用,并且老化了的淬火油还造成齿轮的畸变无法控制,以至于不得不采用全槽
试验足在一台加了马氏体分级淬火油(MT3530)的密封箱式炉中进行的(罔12)。初步试用齿
轮畸变就被控制在公差范围之内,而油的寿命也得
到了明显的改善.更换后的油至少可连续使用70一舳周.油的使用成本和操作成本都用此而大幅度
降低。
用工1SUV汽车后驱动的AISI8620钢制主动和
更换这种成本极高的措旖。为了降低油的使用成本,这家制造商经与好富顿联系后要求推荐一种台
被动齿轮,用M13柏进行渗碳后的淬火处理,渗层的
硬度梯度曲线见罔13.齿根心部的显傲组织见刚14。
¨,獠磐霹
目14齿根心部的漳A目‰
i0
FIg14
Asquenched
m…slnlrolJm…I…
x500
x
5“,
h010o
乌氏体等温分缀淬火油淬火足改良f日马氏怫分级淬火方法,IIf姒人幅度喊小[川帅淬火畸|:蕾,,6川r具有中等和高淬谴性台金钢T州,优化了马R悼淬火挫术
11f1
g
∞
10
不论足水溶¨枭合物淬火泄西挂屿氏体等温升级淬火油,这些拌火制产-Ifl都呵抉徉叫艟的应川l的效益现代技术r,f提供接近于垃件应川效
目^ⅢH。‰mm
01
果的淬火介幔,这种探索和改进正小断地垃牛在
目13
AISI8620钢从动齿轮齿节和
好富都-所牛产的淬火介质中.同时这也是为r满
齿根渗碳淬火后渗目的硬度梯度
Fig
3
Ha
rtlne”profih^in…’ofpit{h
足材#忡I处理领域对淬火冷却和零件吐能小断提
r『H1I
unlIuf
目的口水
参考文献
car}mnzeda.dhd“|,lIP『l_ln、P¨gP“rI)fAISI8620,IpP【
3结束语
聚台物水溶性淬火}f|[的使用拓展丁现有淬火技
术,可以通过调整浓度{日到种介下水油之问的冷速,从而使工件获得优异的性能并碱少淬火畸变和
‘“㈨”‰…a。m………““mo.2rid“。……ra“…・h“‘8。…“姗瑚
二’w《*#%*托“”4…n。”r””
m‘m¨#
开裂紫危譬,曼供更安全沽净的『:作环境。聚合物木溶眭淬火液有很多种如PAGACR、PVP和PE()
等,-一f按照钢¨的淬遮性、T¨质髓形状眦皿T卅
3;;:i:巍《雌k№#…*☆…。:㈨
4、。。.¨.h。。。f¨.MmI川。。I,H¨,.№.L㈨,.1~.4
JJ:M山】,…州
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的技术性能要求等作台理选用.『q时要世计合理的浓度{m用温度和搅拌速度等参数
5
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M“㈣,删HT删.。㈨。II_luerwhi。gd‰“n_
z。Ⅻu
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新书《金属固态相变教程》介绍
h“zf{#&*^j_1,n(}w■±…女#e'f二%)“Ⅲll{■il&’__%”mt£”B¨%^{2HHHIⅧ々n"#々…*MⅢ{“;#dK’目t}*¨
4・:%∞(tⅦ^镕《{##,*『{#m{’“T##H口自jz^”】t7f*∞#{4&t%n4¥☆H目£*t∞*t%iIn#【:’JElj
*#H*&∞¨Ⅸn“-H£Ⅷ≈mnn{≈~{%“t’1141¥*№{{mAg口6*jⅢ∞#目9Ⅲ“自%H【“Ⅱ女h±*¨¨H一}∞l≈Ⅱ*日4nn目≮』E&#∞H&4n#;mm4Ⅸ。】“*H%}∞^*Mm】t#^^∞ⅧtⅢmrm**【qjq*目A&R∞*月☆t7lm4£fl-#{…[i*月t‘5R*Ⅻt∞*A“】.#∞m%lqnm^nd8々*^#&"JLHⅢn《#“Ⅻ4l±’oⅡ目∞&&mⅡIeR#¥∞#mⅧ#~1÷t*Ⅻ#*
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