隨著我國機械工業的迅猛發展和技術水平日益提高,各行業對機械產品的使用性能、可靠性及使用壽命提出了更高要求。熱處理是確保機械產品的使用性能、可靠性及使用壽命的重要工序。本文全面系統地介紹了各種熱處理技術,並以豐富的實例闡述了各種熱處理技術的應用。內容包括:熱處理基礎工藝及應用、熱處理裂紋和變形、整體熱處理先進工藝拓展應用、多元共滲化學熱處理工藝及其應用、熱處理設備的操作和維護保養、熱處理現場檢驗技術及其應用。
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的確定
(1)爐溫的確定在箱式爐中採用快速加熱時,考慮電阻絲使用壽命,一般將爐溫規定在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定溫度,且每次裝爐後爐溫均能很快恢復到規定溫度。如果裝爐量過大與爐子功率不匹配,將導致爐溫長時間不能恢復,影響時間計算的準確性。大批生產時,可「化整為零」分批連續進行。
(3)加熱時間的確定快速加熱時間,一般根據工件截面有效尺寸進行計算,並結合實際情況及以往經驗確定。
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——快速加熱時間係數(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於100mm,快速加熱時間係數a為25~30s/mm;工件有效直徑或厚度大於100mm,快速加熱時間係數a為20~25s/mm。按式(4-1)計算出快速加熱時間,應根據確定的爐溫高低適當調整,並通過工藝驗證最後確定。
2)零件批量生產時,快速加熱時間除按式(4-1)計算外,應根據裝爐量(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(按加熱係數20~25s/mm計算)後浸入油中冷卻。經480~500℃、60min回火空氣冷卻。