60Si2Mn弹簧钢的热处理工艺.docx

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1、60Si2Mn 弹簧钢的热处理工艺名目1 选材任务书11.1 给定条件11.2 技术要求：12 选材论证12.1 弹簧钢定义：12.2 弹簧钢分类22.3 截面硬度分布曲线83 热处理理工艺卡片84 设计说明书94.1 工艺流程94.2 原材料检验104.3 预备热处理144.4 淬火加中温回火164.5 去应力退火194.6交验214.7工装图225 技术文件235.1 真空炉设备的简介及操作规程235.2 工艺守则255.3 金相组织检验规程285.4 常用炉型的选择311/331 选材任务书1.1 给定条件零件名称： 弹簧材料： 60Si2Mn净重:1.85Kg 批量：大批量零件简图：1

2、.2 技术要求：热处理态及硬度 : HRC42-45变形要求： 1%组织： 马氏体+回火托氏体其它：能承受极限载荷 10000N ，单圈刚度 =1500N/mm ，工作极限载荷下的单圈变形量 =6mm，许用应力 740MPa 。2 选材论证2.1 弹簧钢定义：弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性，而特地用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能 力，即在规定的范围之内，弹性变形的力气使其承受确定的载荷，在载荷去除之后不消灭永久变形。弹簧钢应具有优良的综合性能，如力学性能(特别是弹性极限、弹性极限、屈强比 )、抗弹减性能 (即抗弹性减退性能， 又称抗松弛性能 )、疲乏性能、淬透性

3、、物理化学性能 (耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等 )。为了满足上述性能要求，弹簧钢具有优良的冶金质量 (高的纯洁度和均匀性 )、良好的外表质量 (严格把握外表缺陷和脱碳 )、准确的外形和尺寸。1 / 33依据 GB/T13304 钢分类标准，依据根本性能及使用特性一，弹簧钢属于机械构造用钢；依据质量等级，属于特别 质量钢，即在生产过程中需要特别严格把握质量和性能的钢。 依据我国习惯， 弹簧钢属于特别钢 ，制作弹簧钢的时候技术要求比较高，技术的过硬直接打算品质的凹凸2.2 弹簧钢分类2.2.1 依据化学成分分类依据 GB/T13304标准，弹簧钢依据其化学成分分为非合金弹簧钢 (碳素弹簧钢 )和

4、合金弹簧钢。1 碳素弹簧钢碳素弹簧钢的碳含量 (质量分数 )一般在 0.62%0.90% 。依据其锰含量又分为一般锰含量 (质量分数 ) (0.50%0.80%) 如 6 5、70、85 和较高锰含量 (质量分数 ) (0.901.20%) ，如 65Mn 两类。2.合金弹簧钢合金弹簧钢是在碳素钢的根底上，通过适当参与一种或几种合金元素来提高钢的力学性能、淬透性和其他性能，以满足制造各种弹簧所需性能的钢。合金弹簧钢的根本组成系列有， 硅锰弹簧钢、硅铬弹簧钢、铬锰弹簧钢、铬钒弹簧钢、钨铬钒弹簧钢等。在这些系列的基础上，有一些牌号为了提高其某些方面的性能而参与了钼、钒或硼等合金元素。此外，还从其他

5、钢类，如优质碳素金钩刚、碳素工具钢、高速工具钢、不锈钢，选择一些牌号作为弹簧用钢。2.2.2 依据生产加工方法分类1. 热轧 (锻) 钢材包括热轧轧圆钢、方钢、扁钢、钢板， 锻制圆钢、方钢。2. 冷拉 (轧) 钢材 包括钢丝、钢带、冷拉材(冷拉圆钢 )。2 / 332.2.3 依据钢材交货状态分类1. 热轧 (锻) 钢材A. 以热轧 (锻) 状态交货 钢材经热成形制成弹簧， 然后进展淬火和回火处理。B. 以退火状态交货 钢材经冷成形制成弹簧，然后进展淬火和回火处理。2. 冷拉 (轧) 钢材A. 钢丝 铅浴等温退火冷拉钢丝 (又称派登脱处理冷拉钢丝 ) 钢丝制成弹簧后只需进展低温回火，以消退应力

6、。 油淬火和回火钢丝 冷拉成所需尺寸后，进展连续加热、连续油淬火和铅回火。钢丝制成弹簧后只需进展底温火， 以消退应力。 冷拉钢丝 (即不经淬火和回火处理的钢丝 )a. 以冷拉状态交货。b. 以退火、正火或回火处理状态交货。以上两种状态交货的钢丝制成弹簧后均需进展淬火和回火处理。B. 钢带 冷轧状态交货 制成弹簧后需进展低温回火， 以消退应力。 淬火和回火状态交货 制成弹簧后需进展低温回火， 以削除应力。 退火火状态交货 制成弹簧后需进展淬火和回火处理C. 冷拉钢材以退火状态交货 钢材经冷成形制成弹簧，然后进展淬火和回火处理。2.2.4 其他分类方法除以上所述外，还有一些其他分类方法，例如：按交

7、货条件要求不同可分为按化学成分 (力学性能 )交货和按淬透性交货。按弹簧工作条件可分为承受静载荷弹簧钢、承受冲击载荷弹簧钢、 耐高(低)温弹簧和耐腐蚀弹簧钢等。性能要求：1 力学性能方面：由于弹簧是在弹簧范围内工作，不允许产生永久变形。弹性好坏可用应变能或弹性比功 U表示，依据应力应变曲线U 2 e或U 2 ，依据工件的硬度要求，查阅弹簧热处理工艺EG手册，可以得到牌号为 65，85，55Sin，60Si2Mn 等都能符合要求 1。Mn，55Si2MnB，55CrM2进一步查阅手册，分析各种钢的主要用途。牌号性能特点用途举例65经热处理或冷作硬化后具有较应用广泛，多用于工作温高硬度与弹性，冷变

8、形糊涂地度不高、尺寸较小的弹簧，淬透性不好，承受动载和疲，或不太重要的较大尺寸劳载荷的力气低，一般承受油弹簧，如汽车。拖拉机、淬，大截面部件承受水淬，油铁道车辆及一般机械用的淬或正火处理。弹簧等。85具有很高的强度、硬度和去伏用于火车、汽车、拖拉机笔，但淬透性差，耐热性不好等变形弹簧，圆形螺旋弹，承受动载荷疲乏载荷的力气簧及一般机械用弹簧等。差。表 2 155Si Mn 有较高的强度和弹性极限，较 用于高应力、高交表在和255Si Mn2高的抗松弛力气，抗回火稳定 条件下工作的较大尺寸的性好，脱碳倾向大。B螺旋弹簧、减震弹簧、碟形簧、汽封簧，还用于25055Si MnB因含硼，淬透性明显改2以

9、下工作的耐热弹簧。善55CrMn 有较高的强韧性，淬透性好， 用作重载荷、高应力条件热加工性能、抗脱碳性能亦好 下工作的大型弹簧，如汽，过热敏感性比锰钢低而比硅 车、拖拉机、机车的大截锰钢高，对回火脆性较敏感， 面板簧，直径较大的螺旋焊接性差。弹簧等。60Si2M 由于硅含量高，其强度和弹性 用途很广，主要用在汽车n极限均比55Si2Mn高，抗回火稳 ，机车，拖拉机的减震板定性好，淬透性不高，易脱碳 簧，螺旋弹簧，气缸安全和石墨化。阀簧，止回阀簧，也用于制作承受交变载荷及高应力下工作的重要弹簧、抗磨损弹簧。综合性能要求和经济性考虑， 初选定 60Si2Mn 钢为使用钢材，所用材料为轧制态的 6

10、0Si2Mn 商品钢。60Si2Mn 的元素含量及临界温度元素含量%临界温度表 2 2CSiMnCrMsAcAc130.632.000.900.15265755810淬透性的校核：淬透性：指钢在淬火时能够获得 M 的力气，它是钢材本身的一种属性。它主要与钢的过冷 A 的稳定性与临界淬火冷却速度有关。表示方法： U 曲线法，临界直径法和顶端淬火法。我承受的是 1 依据淬透性曲线确定钢的临界淬透直径：借助于三个图碳含量与半马氏体区硬度的关系图；钢的淬透性曲线；确定淬透性的线解图。先依据 65Si2Mn 的含碳量，得到其半马氏体硬度，然后通过 65 的淬透性曲线得到其距水冷端距离，再通过圆棒直径及截

11、面上的位置与端淬试样上至水冷短距离的关系得到65Si2Mn的临界淬透半径。含碳量0.54%0.63%硬度/HRC 4245表 2 3距水冷端距离6mm临界半径22mm60Si2Mn 的距水端距离由图 2-1 和图 2-2 确定，使用热处理手册2 得到临界半径尺寸，由查阅热处理技术数据手册3得知， 60Si2Mn 的有关参数如下表所示：表 2 4图 图21226/33图 2 3强度级别 /Mpa硬度/HRC推举的回火温度/b161019004855430500由上表可知，所选材料完全可以满足设计要求，所以选材是正确的。由弹簧钢的热处理工艺标准查得：表 2 5钢号热加工温度加热始锻退火温度冷硬度正

12、火温度/冷硬度60Si2Mn终锻10801 1020108/750却方式炉/HRW228308却方式空/HRW30高温回火1200850950淬火冷260冷2温度/64068硬度/H RW温度/870冷却剂油硬度/HR C610回火7/33各种不同温度回火后的硬度值HRC150 200 300 400 500 550600 650常用回 冷却火温度 剂硬度H RC范围/616056514338332943048水， 45500空冷由于 60Si2Mn 是高合金钢，用水介质淬火时，简洁发生开裂，所以承受油做淬火介质，这一点在表 25 也得到了充分论证。2.3 截面硬度分布曲线截面分布曲线确实定方

13、法： 1依据图 2-3 确定直径为 1 6mm 的圆棒外表、 3R/4 、R/2 、中心处分别对应的之水冷断的距离 2依据图 2-1 查出 60Si2Mn 在此至水冷端的硬度，绘制截面硬度曲线。绘制完成后可得到的曲线为：60Si2Mn截面硬度分布曲线CRH5456度硬52504860Si2Mn截面硬度分布曲线5.7 5.7表 2R面 /22.8R/22.8表面圆棒位置及至水冷端距离由截面硬度分布曲线可知， 60Si2Mn 完全可以满足工件材料的使用要求。3 热处理理工艺卡片厂 热处理家 工艺卡第一页共一页热处理工艺片表前去原料卷中 初立 断面期应车料 与下 头 加 绕 淬 温 步 整检 喷 定

14、 面 检 防 入力间检料 锻 热 成 火 回 检 形验 砂 处 处 验 腐 库处退查扁型火 验理 理处理火零件材料理净重批量名称/kg弹簧60Si2Mn1.85大批量技术要求热处理态及硬度：42-45HRC检验方法硬度测试组织要求：马氏体+回火托氏体 金相观看工 工装热处理标准量加热温度/ 时间冷却方60830-8601.5h空冷608701h油6050040min空冷序 序硬设备及号 名度型号称炉加热及保温法正3 箱式电 火02H 阻炉 RXRW3-30-9VOG 型 淬61 双室油火淬真空炉中箱式电 温43阻炉 RX 回3-30-9火去应箱式电 力43阻炉 RX 6075045min空冷退

15、3-30-9火留意事项：工序先实行在 850预热加热，减小变形开裂的可能，缩短高温保温时间，削减脱碳。日 校日审核日期会签日期批准描图日期期 对期4 设计说明书4.1 工艺流程原材料检查前期预处理下料剪断料头锻扁加热卷绕成型 淬火淬火介质为油中温回火带芯棒初步检验整形去应力退火带9/33芯棒检验喷砂立定处理断面加工检验外表防腐处理入库4.2 原材料检验4.2.1钢号60Si2MnC的成分SiMnCrNiPS60Si2M0.560.1.502.0.600.0.701.0.30.040.04n640090005004.2.2 初步检验供货商供给的质量证明书为原件， 应清楚易辩，不得涂改， 生产厂家

16、的质量检验公章、合格章应清楚，不得被其他文字、印章遮盖，供货商在空白处应加盖公章；如供货商供给的质量证明书为复印件，其要求同原件，供货商并注明原版质量证明书存放处；否则作退货处理。原材料的批次号与质量证明书上的批次号必需全都，如不全都作退货处理；原材料规格型号、材质、与选购打算必需全都，如不全都作退货处理；原材料数量、重量与选购打算须全都，如不全都需作进一步处理，少的需追加，多的呈报主管副总经理批示。原材料价格与选购打算须全都，如不全都需作进一步协商处理，并呈报主管副总经理批示。原材料的外表不得有裂纹、折叠、结疤和重皮，外表不得有严峻锈蚀、麻点和划痕，无明显变形。检验合格后，填写记录，开出原材

17、料检验托付单，并附质量证明书、选购打算，由15/ 33质检部门进展抽检，；如不合格作退货处理；4.2.3 质量部检验钢材的批次号与质量证明书上的批次号是否全都；品种、规格、性能等应符合现行国家相关标准和设计要求；如不相符作退货处理；符合的，通知作外观检验。外观检验：钢材外观检验：外表不得有裂纹、折叠、结疤、夹渣和重皮；外表有锈蚀、麻点和划痕时，其深度不得大于该钢材负允许偏差值的 1/2 ，且钢材外表局部缺陷，累计大于该钢材面积的 1% ，应作退货处理。钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。检验方法：承受目测、卡尺、钢直尺、拉线、钢卷尺检查检验数量：外露局部全数检查 ，必要时拆包抽检。参照标准

18、： GB/T2975钢材力学及工艺性能试验取样位置及试样制备 。钢材外形尺寸检验：长度、宽度、厚度的允许偏差应符合现行国家相关标准；检验方法：用卡尺、钢卷尺、角尺、直尺、测厚仪等检测检验数量：每一品种、规格的钢材抽查不少于5 件； 如外观检验不合格，理、化检验不必进展检测。4.2.4 精度要求及检验方法随机抽取 3 根棒状原料，用锯片沿轴向和纵向各切取3 块试样，在切取试样的同时承受水冷却，以防温度上升引起材料工程中心一般疏偏析疏松松精度2.51.52纤显微组织变化。首先低倍检查试样是否存在宏观缺陷，要求精度低倍检验方法：表 4-5承受热浸蚀方法，将钢板切片置于热酸中腐蚀之后再检验。使用 50

19、% 盐酸水溶液为腐蚀剂。将酸液加热到70后， 把样品放入酸液溶液中并保温，待显示出缺陷后取出放入中和 槽，然后再取出并用水将检验面上的酸液冲洗干净并吹干后用 低倍显微镜进展检验，检验内容包括疏松、缩孔、偏析、白点、夹杂、裂纹。4.2.4.1 疏松疏松是钢不致密的表现，多消灭于钢锭的上部，在化学成分上疏松点的碳、硫、磷含量比集体偏高。依据疏松在横断面上的分布位置，将疏松分为一般疏松和中心疏松。（1） 一般疏松。钢材横截面上组织不致密，腐蚀后整个截面上呈分散的小孔隙和暗黑色小圆点。（2） 中心疏松。钢材横截面上轴心区域组织不致密，腐蚀后有聚拢的小孔隙、凹陷的暗黑点和中心变黑的现象。4.2.4.2

20、缩孔在钢材横截面的轴心区域，浸蚀后显现出不规章的皱折缝隙或空洞，四周集聚严峻的疏松、偏析和非金属夹杂物。由于热加工的影响，缩孔的位置常常造成偏心。在钢材的纵向截面上，缩孔表现为非结晶构造的条带和疏松，有时存在杂质。正常状况下，钢锭在切除冒口时即可将冒口切去，但假设缩孔较深或产生二次缩孔，以及钢锭切头量过少使缩孔未能切净，钢中仍会存在局部缩孔，或因此引起的二次裂纹，称为缩孔剩余。4.2.4.3 偏析偏析是指钢中化学成分分布不均匀的现象。在化学成分上，偏析带上的碳、硫、磷以及其它杂质的含量较基体较高， 其中以碳的增高为最显著。经浸蚀后可能见到的偏析主要有方框形偏析、中心偏析和点状偏析。（1） 方框

21、形偏析。在钢材的横截面上，腐蚀后显现出由致密的暗黑色小点组成的颜色较深的方框形，方框以内的组织较外部不致密。由于热加工变形的影响，方框有时变成不规章的“”形、“”形乃至任意外形。（2） 中心偏析。在钢材横截面的中心部位，腐蚀后显现出外形不规章的深暗色斑点。（3） 点状偏析。在钢材的横截面上， 腐蚀后显现出分散的、不同外形、不同大小、略有低陷的暗黑色斑点，在钢材的纵断面上呈暗色条带，严峻时往往伴有气泡消灭。4.2.4.4 夹杂钢中的夹杂分为三类：金属夹杂、非金属夹杂和翻皮。（1） 金属夹杂。在钢材的横截面上，浸蚀后显现出边界清楚、与基体金属颜色明显不同的异形金属块。（2） 非金属夹杂。在钢材的横

22、截面上，浸蚀后表现为有确定深度又不规章的小空洞，有时可见到白色或其它颜色的夹杂颗粒，分布无确定规律。（3） 翻皮。在钢材横截面上，浸蚀后可见到亮白色或暗色的、弯曲且不规章的瘦长带，缺陷内部及四周常常有非金属夹杂和气孔。在纵向截面上，显示为不同颜色的非结晶构造的条纹。，严峻时呈层状。4.2.4.5 白点在钢材的横截面上，浸蚀后可见到直的、弯曲的或锯齿形的瘦长裂纹，位置多在 1/31/2 半径或壁厚处，也有的处于中心位置。白点的位置与钢材及锻件的冷却条件有关，冷却越快白点越接近外表，冷却缓慢则白点趋向中心。冷却快形成的白点数量多长度短，冷却慢形成的白点数量少长度较长。在纵向断口上，白点多显示为圆形

23、或椭圆形的银白色斑点，直径从零点几毫米至十几毫米乃至几十毫米。4.2.4.6 裂纹（1） 轴心晶间裂纹。轴心晶间裂纹是钢锭凝固结晶时产生的热裂纹，在热轧和锻压时未能焊合而遗留在成材中，在钢材横截面的中心区域，浸蚀后显示为蜘蛛网状裂纹。（2） 发纹。发纹是钢中夹杂和气孔等缺陷在加工时延长而形成的，它表现为沿钢材的加工方向的类似头发丝粗细的裂 纹。4.2.4.7 .磷、硫元素偏析的检验正常状况下，钢中都含有微量的硫和磷，其分布也是不均匀的。但假设硫化物和磷化物偏析严峻，会引起钢的热脆性和冷脆性。承受印痕法检验磷化物和硫化物的分布状况。验收结论：符合标准收货，不符合，退货4.3 预备热处理4.3.1

24、 选用工艺3cm选用工艺为正火，正火是将钢加热到Ac 或 AC以上 3050 并保温确定时间，然后出炉在空气中冷却的热处理工艺。与完全退火相比，二者的加热温度及保温时间一样，但正火冷却速度较快，转变温度较低，发生伪共析转变。4.3.2 正火的目的1. 低碳钢正火的目的之一是为了提高切削性能。但是对有些含碳量低于 020的钢，即使按通常正火温度正火后， 自由铁索体量仍过多，硬度过低，切削性能仍较差为了适当提高硬度，应提高加热温度 (可比 Ac3 高 100 )，以增大过冷奥氏体的稳定性，而且应当增大冷却速度，以获得较细的珠光 体和分散度较大的铁素体。2. 中碳钢的正火应当依据钢的成分及工件尺寸来

25、确定冷却方式。含碳量较高， 含有合金元素， 可承受较缓慢冷却速度， 如在静止空气中或成堆堆放冷却，反之则承受较快冷却速度。3. 过共析钢正火，一般是为了消退网状碳化物，故加热时必需保证碳化物全部溶入奥氏体中。为了抑制自由碳化物的 析出，使其获得伪共析组织，必需承受较大冷却速度，如鼓风 冷却、喷雾冷却，甚至油冷或水冷至 Ar1 点以下的温度取出空冷。4. 双重正火。有些锻件的过热组织或铸件粗大铸造组织，一次正火不能到达细化组织的目的，为此承受二次正火，始可 获得良好结果第一次正火在高于Ac3 点以上 150 200 的温度加热，以集中方法消退粗大组织，使成分均匀；其次次正 火以一般条件进展，其目

26、的是细化组织我们选择的是一次正炎热处理，在上述的目的中，我们的目的是消退原料中的剩余的应力以及消退网状碳化物。4.3.3 正火作用正火冷却速度较退火快些，所得到的组织较细，对于亚共析钢主要是细化晶粒，均匀组织，提高机械性能；对于力学性能要求不高的一般构造零件，正火可作为最终热处理；对于低中碳构造钢，主要是提高硬度，改善切削加工性能，高碳钢则应承受退火；对于过共析钢，有利于球化退火，为淬火作组织预备。4.3.4 正火工艺标准示意图：4.4 淬火加中温回火将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液 等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了 降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于

27、室温而低于710 的某一适当温度进展长时间的保温，再进展冷却，这种工艺称为 回火。4.4.1 淬火加热方式及加热温度确实定原则淬火一般是最终热处理工序。因此，应承受保护气氛加热或盐炉加热。只有一些毛坯或棒料的调质处理 (淬火、高温回火 )可以在一般空气介质中加热。由于调质处理后尚须机械切削加工，可以除去外表氧化、脱碳等加热缺陷。但是随着少、无切削加工的进展、调质处理后仅是一些切削加工量很小的精加 工，因而也要求无氧化，脱碳加热。淬火加热一般是热炉装料。但对工件尺寸较大，几何外形简洁的高合金钢制工件，应当依据生产批量的大小，承受预热炉(周期作业 )预热，或分区 (连续炉)加热等方式进展加热。1：

28、淬火加热温度：淬火加热温度，主要依据钢的相变点来确定。对亚共析 钢，一般选用淬火加热温度为 Ac3+ 3050)，过共析钢则16/ 33为 Ac1+(30 50)。之所以这样确定，由于对亚共析钢来说， 假设加热温度低于 Ac3 ，则加热状态为奥氏体与铁素体二相组成， 淬火冷却后铁素体保存下来，使得零件淬火后硬度不均匀，强 度和硬度降低。比 Ac3 点高 3050的目的是为了使工件心部在规定加热时间内保证到达 Ac3 点以上的温度， 铁素体能完全溶解于奥氏体中，奥氏体成分比较均匀，而奥氏体晶粒又不致于粗大。对过共析钢来说， 淬火加热温度在 Ac1 Ac3 之间时，加热状态为细小奥氏体晶粒和未溶解

29、碳化物，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的球状碳物。这种组织不仅有高的强度和硬度、高的耐磨性，而且也有较好的韧性。假设淬火加热温度过高，碳化物溶解，奥氏体晶粒长大，淬火后得到片状马氏体 (孪晶马氐体 )，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，淬火后剩余奥氏体量增多，钢的硬度和耐磨性降低。 高于 Ac1 点 3050的目的和亚共析钢类似，是为了保证工件内各局部温度均高于Ac1 。2：留意：确定淬火加热温度时，尚应考虑工件的外形、尺寸、原始组织、加热速度、冷却介质和冷却方式等因素。在工件尺寸大、加热速度快的状况下，淬火温度可选得高一些。由于工件大，传热

30、慢，简洁加热缺乏，使淬火后得不到全部马氏体或淬硬层减薄。加热速度快，工件温差大，也简洁消灭加热缺乏。另外，加热速度快，起始晶粒细，也允许承受较高加热温度。在这种状况下，淬火温度可取Ac3+(50 80)，对细晶粒钢有时取 Ac3+100 。对于外形较简洁，简洁变形开裂的工件，加热速度较慢，淬火温度取下限。考虑原始组织时，如先共析铁素体比较大，或珠光体片间距较大，为了加速奥氏体均匀化过程，淬火温度取得高一些。对过共析钢为了加速合金碳化物的溶解，以及合金元素的均匀化，也应实行较高的淬火温度。例如高速钢的 Ac1 点为 820 840 ，淬火加热温度高达 1280 。考虑选用淬火介质和冷却方式时，在

31、选用冷却速度较低的淬火介质和淬火方法的状况下，为了增加过冷奥氏体的稳定17/ 33性，防止由于冷却速度较低而使工件在淬火时发生珠光体型转变，常取稍高的淬火加热温度。二、淬火加热时间确实定原则淬火加热时间应包括工件整个截面加热到预定淬火温度， 并使之在该温度下完成组织转变、碳化物溶解和奥氏体成分均匀化所需的时间。因此，淬火加热时间包括升温存保温两段时间。在实际生产中，只有大型工件或装炉量很多状况下，才把升温时间和保温时间分别进展考虑。一般状况下把升温存保温两段时间通称为淬火加热时间。当把升温时间和保温时间分别考虑时，由于淬火温度高于相变温度，所以升温时间包括相变重结晶时间。保温时间实际上只要考虑

32、碳化物溶解和奥氏体成分均匀化所需时间即可。在具体生产条件下，淬火加热时间常用阅历公式计算，通过试验最终确定。常用阅历公式是 * K * D式中加热时间， (min) ；a加热系数， (min mm)； K装炉修正系数；D零件有效厚度 (mm) 。加热系数口表示工件单位厚度需要的加热时间，其大小与工件尺寸、加热介质和钢的化学成分有关。装炉量修正系数 X 是考虑装炉的多少而确定的。 装炉量大时， K 值也应取得较大， 一般由试验确定； 工件有效厚度 D 的计算，可按下述原则确定： 圆柱体取直径，正方形截面取边长，长方形截面取短边长，板件取板厚，套筒类工件取壁厚，圆锥体取离小头 23 长度处直径，球

33、体取球径的 06 倍作为有效厚度 D。三、淬火介质及冷却方式的选择与确定淬火介质的选择，首先应按工件所承受的材料及其淬透层深度的要求，依据该种材料的端淬曲线，通过确定的图表来进展选择。其选择方法已在本章淬透性一节表达。假设仅从淬透层深度角度考虑，但凡淬火烈度大于按淬透层深度所要求的淬火烈度的淬火介质都可承受。但是从淬火应力变形开裂的角度考虑，淬火介质的淬火烈度愈低愈好。综合这两方面的要求，选择淬火介质的第一个原则应是在满足工件淬透层深度要求的 前提下，选择淬火烈度最低的淬火介质。4.4.2中温回火 350 500 中温回火后的组织为回火托氏体，它是由尚未发生再结晶的针状铁素体和弥散分布的极细小

34、的片状或粒状渗碳体组成， 其形态仍为淬火马氏体的片状或板条状。中温回火的主要目的是为了获得高的屈强比，高的弹性极限，高的韧性，回火托氏体的硬度为 3545HRC 。中温回火主要用于处理各种弹簧、 锻模。所以我们在工艺中选择中温回火。具体的淬火和回火温度和保温时间，参照热处理手册查阅得知。4.5 去应力退火定义：为了去除由于塑性形变加工、焊接等造成的以及铸件内存在的剩余应力而进展的退火。冷形变后的金属在低于再结晶温度加热，以去除内应力， 但仍保存冷作硬化效果的热处理，称为去应力退火。在实际生产中， 去应力退火工艺的应用要比上述定义广泛得多。热锻轧、铸造、各种冷变形加工、切削或切割、焊接、热处理，

35、甚至机器零部件装配后，在不转变组织状态、保 留冷作、热作或外表硬化的条件下，对钢材或机器零部件进展较低温度的加热，以去除全部或局部的内应力，减小变 形、开裂。进展去应力退火时，金属在确定温度作用下通过内部局部塑性变形 (当应力超过该温度下材料的屈服强度时 )或局部的弛豫过程(当应力小于该温度下材料的屈服强度时 )使剩余应力松弛而到达消退的目的。在去应力退火时，工件一般缓慢加热至 较低温度 (灰口铸铁为 500 550 ，钢为 500 650 ，有色金属合金冲压件为再结晶开头温度以下 )，保持一段时间后， 缓慢冷却，以防止产生的剩余应力。去应力退火并不能完全消退工件内部的剩余应力，而只是大局部消

36、退。要使剩余应力彻底消退，需将工件加热至更高温度。在这种条件下，可能会带来其他组织变化，危及材料的使用性能。4.5.1 选择此工艺的理由由于在整形过程中，在弹簧中存在剩余应力，有的整形比较大的弹簧，剩余应力比较大，会严峻影响材料的使用性能， 为了消退这个影响，所以要在整形工艺后加一个去应力退火。去应力退火的相关参数参照下面供给的为参考，结合以往阅历确定去应力退火的温度及保温时间。4.5.2 目的消退铸、锻焊及切削加工过程中的内应力，使其到达稳定状态4.5.3 工艺：加热温度：钢：小于 A1碳钢及低合金钢： 550 650 高合金钢： 600 750 铸铁： 500 550 加热速度： 100

37、150 /h 保温时间： 35min/mm 冷却速度： 50100 /h550 650 A温度空冷时间20/ 334.5.4 去应力退火常见缺陷温度高了，烧化了，组织不正常了是缺陷，吊装中磕碰， 温度低了，内应力没有消退。4.6 交验抽查百分之五到百分之十的产品，进展有关的机械性能试验和外表硬度测量。到达预先共同协商的质量标准则交货。附：常用检验方法的根本要求1. 硬度：1.1 热处理零件均应依据图纸要求和工艺规定进展硬度检验或抽检。1.2 光以标准块校对硬度计，确认前方可进展测试硬度。1.3 检验硬度前，应将零件外表清理干净，去除氧化皮， 脱碳层及毛刺等且外表不应有明显的机加工痕迹，被测零件

38、的温度以室温为准，或略高于室温但以人手能稳稳抓住为限。1.4 硬度检测部位应依据工艺文件或由检验、工艺人员确定。淬火部位检查硬度不少于 1 处，每处不少于 3 点，不均匀度应在要求的范围内。1.5 退火件、调质件承受布氏硬度计检验。对于尺寸较大者可用锤击式硬度检验，淬火件用洛氏硬度计检验。对于尺寸较大者，允许用肖氏硬度计代替。2. 变形：轴类零件用顶尖或 V 型块支撑两端，用百分表测量其径向跳动，细小的轴类件可在平台上用塞尺检查。3. 外观:一般机械零件经热处理后， 均应用肉眼或低度放大镜观看其外表有无裂纹、烧伤、碰伤、麻点、锈蚀等。对重要 零件或易产生裂纹的零件，应用探伤或浸煤油喷沙等手段检

39、查。23/ 334.7 工装图弹簧管套筐盖装料筐5 技术文件5.1 真空炉设备的简介及操作规程由于前期预处理和热处理都是用的是真空炉，所以在这里先简洁讲解一下真空炉和真空炉的操作规程5.1.1 真空炉真空环境中进展加热的设备。在金属罩壳或石英玻璃罩密 封的炉膛中用管道与高真空泵系统联接。炉膛真空度可达133(10 -2 10-4 )h。炉内加热系统可直接用电阻炉丝 (如钨丝)通电加热，也可用高频感应加热。最高温度可达3000 左右。主要用于陶瓷烧成、真空冶炼、真空热处理、淬火、回火、电真空 零件除气、退火、金属件的钎焊，以及陶瓷-金属封接等。5.1.2 真空炉构造真空炉一般由炉膛、电热装置、密

40、封炉壳、真空系统、供电系统和控温系统等组成。密封炉壳用碳钢或不锈钢焊成，可拆卸部件的接合面用真空密封材料密封。为防止炉壳受热后变形和密封材料受热变质，炉壳一般用水冷或气冷降温。炉膛位于密封炉壳内。依据炉子用途 ,炉膛内部装有不同类型的加热元件,如电阻、感应线圈、电极和电子枪等。熔炼金属的真空炉炉膛内装有坩埚，有的还装有自动浇注装置和装卸料的机械手等。真空系统主要由真空泵、真空阀门和真空计等组成。真空炉按加热元件分为真空电阻炉、真空感应炉、真空电弧炉、真空自耗电弧炉、电子束炉又称电子轰击炉和等离子炉等5.1.3 真空电阻炉的种类1. 外热式真空炉：在一般井式炉炉膛中放一个真空炉罐A 主要进展退火

41、操作， 可通过拆去真空管道吊出炉罐进展冷却，可预备几个真空炉罐，进展连续操作。2. 内热式真空炉：炉罐真空，炉罐和炉体之间也是真空A. 特点：可使炉罐内外压力全都，削减炉罐壁厚B. 内热式：电阻丝悬挂在圆柱形炉膛内侧注：内热式与外热式的区分：内热式中电阻丝、炉衬同处于真空中。而外热式中，电阻丝、炉衬不在真空中。C. 种类：碳管炉、双室真空炉、高压气淬炉a. 碳管炉：隔热屏为内层镆片 0.3mm ，处层不锈钢。镆片遇高热后，外表变得光亮，将辐射能反射回去，故能保温。且本身含气量小，故适合高真空。b. 双室真空炉： 此炉为卧式， 分前、后室，均为真空状态， 中间用真空闸门分开，后室中有一密封的炉罐

42、，工件在后室中加热，好了后，翻开真空闸门，拉到前室，碳毡中跑出的气体也赶到前室，再关闭真空闸门，翻开炉门出料。进料后，先把前室抽真空，再翻开真空闸门将料推动后室加热。同样也可通保护气体，加上油槽后，可作淬火处理。c. 高压气淬炉： 利用高压气体对工件进展淬火， 适用于高速钢5.1.4 真空电阻炉的工作原理在真空中进展的热处理称为真空热处理。试验说明，0.01 33Pa 的真空度真空介质的作用相当于 99.99987% 的纯氩保护气氛，而在工业上获得这样的氩气是相当困难的，但要获得这样 的真空度却不难。真空热处理是在 1.33-0.013Pa真空度的真空介质中加热， 实质上也是一种可控气氛热处理。工艺参数有查表确定。真空热处理可以削减工件变形，使钢脱氧、脱氢和净化外表，使工件外表无氧化、不脱碳、外表光滑，可显著提高耐磨性和疲乏极限。此外，真空热处理的工艺操作条件号，有利于实现机械化和自动化，而且节约能源、削减污染。真空热处理目前进展较快，不但能在空气、水