解析鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理工藝的基礎知識

鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理工藝方法和鋼的熱處理工藝基本相似，但由于鑄鐵中石墨的存在以及化學成分等方面的差異，其熱處理又具有一定的特殊性。主要表現在以下方面：

(1)鑄鐵是Fe一C一Si三元合金，其共析轉變發生在一個相當寬的溫度范圍內，在這個溫度范圍內存在著鐵素體十奧氏體十石墨的穩定平衡和鐵素體十奧氏體十滲碳體的準穩定平衡。在共析溫度范圍內的不同溫度點，都對應著不同的鐵素體和奧氏體平衡量，這樣，只要控制不同的加熱溫度和保溫時間，就可獲得不同比例的鐵索體和珠光體基體組織，在較大幅度內調整鑄鐵的力學性能。這種加熱方法具有很高的熱能利用率，在工業身纏中得到比較廣泛地應用。

(2)盡管鑄鐵總碳含量很高，但石墨化過程可使碳全部或部分以石墨形態析出，使它不僅具有類似低碳鋼的鐵素體組織，甚至可控制不同的石墨化程度，得到不同數量和形態的鐵索體與珠光體（或其他奧氏體轉變產物)的混合組織。從而使鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理，既可獲得具有相當于高碳鋼的性能，又可獲得相當于中、低碳鋼的性能，而鋼則沒有這種可能性。2、采用中頻淬火爐淬火時，感應器與零件的間隙應均勻一致，旋轉速度與下降速度應匹配，避免出現黑白相間的軟帶，造成耐磨性降低。

(3)鑄鐵奧氏體及其轉變產物的碳含量可以在一個相當大的范圍內變化。控制奧氏體化溫度和加熱、保溫、冷卻條件，可以在相當大的范圍內調整和控制奧氏體及其轉變產物的碳含量，從而使鑄鐵的性能可在較大的范圍內進行調整。

(4)與鋼不同，鑄鐵中石墨是碳的集散地。相變過程中，碳常需作遠距離的擴散，其擴散速度受溫度和化學成分等因素的影響，并對相變過程及相變產物的碳含量產生很大的影響。

(5)熱處理不能改變石墨的形狀和分布特性，而鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理的效果與鑄鐵基體中的石墨形態有密切關系；滲碳淬火溫度對變形的影響20CrNnTi鋼滲碳后采用適宜的淬火溫度對于減少熱處理的變形或使變形變得規律化是有很大作用的。對于灰鑄鐵而言，熱處理有一定的局限性。球墨鑄鐵中石墨呈球狀，對基體的削弱作用較小，因而凡能改變金屬基體的各種熱處理方法，對于球墨鑄鐵件都非常有效。

鑄鐵的這些金相學特點和相變規律是鑄鐵采用中頻淬火機進行熱處理的理論基礎，對于指導生產具有重要意義。

機床刀墊采用超音頻淬火爐進行熱處理的工藝分析

機床刀墊的厚度為8mm，牙根部槽深為2mm，材料為40Cr鋼。熱處理技術要求：整體淬火回火后硬度為42-47HRC，平面度誤差≤0.4mm。為滿足此技術要求，采用超音頻淬火爐進行熱處理，效果良好。

（1）工藝流程 下料（40Cr鋼板材）一正火、校正、時效一機械加工一淬火、 校正、回火一噴砂一發藍一機械加工。

（2）熱處理工藝

1）正火、校正及時效。板料先采用超音頻淬火爐進行正火熱處理，加熱溫度為840-860℃，出爐后進行熱校正，平面度誤差控制在1mm以內，再進行時效處理。

2）淬火與回火

1、淬火。采用超音頻淬火爐進行，溫度為850℃，隨后及時回火。

2、回火。回火溫度為380℃，回火后平面度誤差應控制在0.4mm以內。

對于回火后畸變超差的刀墊可重新夾胎具校正，即在刀墊畸變的高點處墊一個0.40mm的薄墊，裝胎具卡緊后再提高溫度10-20℃后重新回火。

3）噴砂。將刀墊表面的氧化皮等用噴砂機進行噴砂處理，為發藍做好準備。

（3）檢驗結果 整體硬度為42 -47HRC，用塞尺檢驗刀墊平面度，平面度誤差≤0.4mm，均滿足技術要求。

高頻淬火設備對齒輪進行淬火常見問題及處理對策

不管是滲碳淬火、碳氮共滲淬火、感應加熱淬火還是整體加熱淬火，齒輪高頻淬火冷卻過程可能出現的熱處理質量問題主要有：

1、淬火后硬度不足、淬火態硬度不均、淬火硬化深度不夠；

2、 淬火后心部硬度過高；

3、 淬火變形超差；

4、淬火開裂；

出現這類質量問題往往與齒輪的材質、前處理、淬火加熱和淬火冷卻有關。在排除材質、前處理和加熱中的問題后，淬火介質及相關技術的作用就特別突出了。事實上，近年來國外對淬火冷卻的研究也證明，在改進和提高熱處理質量的工作中，注意的正是淬火冷卻。

齒輪用高頻淬火設備進行熱處理冷卻中的質量問題

一、硬度不足與硬化深度不夠

齒輪高頻淬火冷卻速度偏低是造成齒輪淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不夠的原因，但是，根據實際淬火齒輪的材質、形狀大小和熱處理要求不同，又可以分為高溫階段冷速不足、中低溫階段冷速不足以及低溫階段冷速不足等不同情況。比如。對于中小齒輪，淬火硬度不足往往是中高溫階段冷速不足所致，而模數大的齒輪要求較深淬硬層時，提高低溫冷卻速度就非常必要了。提高所用淬火介質的低溫冷卻速度，往往可以增大淬硬層深度。機床刀墊采用超音頻淬火爐進行熱處理的工藝分析機床刀墊的厚度為8mm，牙根部槽深為2mm，材料為40Cr鋼。

二、淬火后心部硬度過高

這類問題可能與所選介質冷速過快或介質的低溫冷卻速度過高有關。解決辦法之一是改換淬火油來滿足要求。辦法之二是與淬火介質生產廠家聯系，有針對地加入適當的添加劑來降低淬火油的中低溫冷卻速度。辦法之三是改用淬透性更低的鋼種。

三、齒輪高頻淬火開裂問題

這個問題主要出現在感應加熱淬火中。選擇好水性淬火介質，比如國內外普遍采用的PAG類淬火介質代替原來使用的自來水，問題便解決了。感應加熱淬火采用PAG介質。可以獲得高而均勻的淬火硬度和深而且穩定的淬硬層，淬裂危險。