詳解熱處理淬火工藝

　　淬火是熱處理工藝中重要的種工藝，會經常用到工業熱處理上，例如鋼加工，鋼在制作成可用的零件產品時，就會用到淬火工藝。那么我們常用的熱處理淬火工藝到底是什么呢？西格馬（上海）高溫電爐有限公司小編，為您解答。

　　、熱處理淬火工藝

　　從廣義上說，淬火是將合金在高溫下所具有的狀態以過冷、過飽和狀態固定至室溫，或使基體轉變成晶體結構與高溫狀態不同的亞穩狀態的熱處理形式。
　　鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫段時間，使之部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉變的熱處理工藝。
　　工藝過程：加熱、保溫、冷卻。
　　淬火的實質是過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變，得到馬氏體或貝氏體組織。
　　淬火的目的：（1）大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求；（2）通過淬火滿足某些種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等殊的物理、化學性能。

　　應用范圍：淬火工藝應用為廣泛，如工具、量具、模具、軸承、彈簧和汽車、拖拉機、柴油機、切削加工機床、氣動工具、鉆探機械、農機具、石油機械、化工機械、紡織機械、飛機等零件都在使用淬火工藝。

　　二、熱處理淬火介質

　　工件進行淬火冷卻所使用的介質稱為淬火冷卻介質（或淬火介質）。理想的淬火介質應具備的條件是使工件既能淬成馬氏體，又不致引起太大的淬火應力。
　　常用的淬火介質有水、水溶液、礦物油、熔鹽、熔堿等。
　　1、水
　　水是冷卻能力較強的淬火介質。
　　優點：來源廣、價格低、成分穩定不易變質。
　　缺點： 冷卻能力不穩定，易使工件變形或開裂。在C曲線的“鼻子”區（500～600℃左右），水處于蒸汽膜階段，冷卻不夠快，會形成“軟點”；而在馬氏體轉變溫度區（300～100℃），水處于沸騰階段，冷卻太快，易使馬氏體轉變速度過快而產生很大的內應力，致使工件變形甚至開裂。當水溫升高，水中含有較多氣體或水中混入不溶雜質（如油、肥皂、泥漿等），均會顯著降低其冷卻能力。
　　應用： 適用于截面尺寸不大、形狀簡單的碳素鋼工件的淬火冷卻。
　　2、鹽水和堿水
　　在水中加入適量的食鹽和堿，使高溫工件浸入該冷卻介質后，在蒸汽膜階段析出鹽和堿的晶體并立即爆裂，將蒸汽膜破壞，工件表面的氧化皮也被炸碎，這樣可以提高介質在高溫區的冷卻能力，其缺點是介質的腐蝕性大。
　　應用：般情況下，鹽水的濃度為10％，苛性鈉水溶液的濃度為10％～15％。可用作碳鋼及低合金結構鋼工件的淬火介質，使用溫度不應超過60℃，淬火后應及時清洗并進行防銹處理。
　　3、油

　　冷卻介質般采用礦物質油（礦物油）。如機油、變壓器油和柴油等。機油般采用10號、20號、30號機油，油的號越大，黏度越大，閃點越高，冷卻能力越低，使用溫度相應提高。

　　三、熱處理淬火工藝類型

　　以冷卻形式的不同來劃分淬火的種類，主要有單液淬火、雙液淬火、分淬火和等溫淬火等。
　　1、液淬火：
　　單液淬火是將奧氏體工件迅速浸入某種淬火介質，直冷到室溫的淬火操作方法。單液淬火冷卻介質的選擇依據是：工件在該介質中的冷卻速度必須大于此工件鋼種的臨界冷卻速度，并應保證工件不會淬裂。單液淬火介質有水、鹽水、堿水、油以及些門配制的水基淬火劑等。
　　2、雙液淬火：
　　為了克服單液淬火的缺點，使工件的淬火冷卻盡可能接近理想情況，可以將兩種冷卻能力不同的介質配合起來使用，即將加熱后的工件先淬入種冷卻能力大的介質中，待其冷至稍高于Ms溫度（約300℃），然后立即轉入另種冷卻能力較小的介質中冷至室溫，這種淬火冷卻方法稱為雙液淬火。
　　對于有些工件，為了進步減慢Ms以下的冷速，也可采用水淬空冷或油淬空冷的方法，空氣也可作為冷卻介質來對待。
　　3、分淬火（馬氏體分淬火）：
　　這種冷卻方法的點是先將工件浸入溫度略高于Ms的浴槽，在浴槽中保溫至工件表面與中心均冷至浴槽的溫度，然后取出空冷。浴槽溫度般為Ms+（10~20）℃。浴槽中介質的成分采用硝鹽浴、堿浴、中性鹽浴。
　　4、預冷淬火;
　　淬火加熱后，工件并不立即浸入冷卻介質中，而是在空氣中先進行短時間的冷卻，待工件降至定溫度時，再浸入冷卻介質，這種淬火方法稱為預冷淬火或延遲淬火。

　　預冷淬火的關鍵是控制好預冷時間，預冷時間短則差；時間長則有可能使工件淬火硬度降低（發生非馬氏體轉變）。由于工件的材料各異，形狀尺寸千差萬別，同時還受出爐溫度和環境溫度的影響，故很難對預冷時間進行準確的計算，主要靠操作者的技術和經驗來掌握。

　　5、局部淬火:
　　有的工件只要某個局部硬度較高，其他部位無硬度要求或要求硬度較低。這種情況般可采用局部淬火法，即只對工件上某個局部進行淬火的方法。局部淬火的主要形式有兩種，局部加熱局部冷卻法和整體加熱局部冷卻法。前者主要適用于鹽浴爐加熱時的工件，后者箱式爐、鹽浴爐均可采用。
　　6、冷處理:
　　冷處理就是將淬火鋼繼續冷卻到室溫以下某溫度，使在室溫尚未轉變的殘余奧氏體繼續轉變為馬氏體的種淬火后操作。
　　對于些尺寸穩定性高求很高的零件，必須把淬火組織的殘余奧氏體減少到低溫度，使用過程中不致因形狀和尺寸變化超出精度要求而失。冷處理的目的就在于此。冷處理溫度主要根據鋼的Ms點，同時結合零件的技術要求及工藝設備條件等因素確定。冷處理操作必須在淬火工件冷到室溫后立即進行，否則會影響其果。中小件冷處理般保溫1~3h,處理后應在空氣中緩慢升溫。當工件升到室溫后立即回火，這樣能有地避免工件開裂。
　　看完文章后，是不是對常用的熱處理中的“四把火”之淬火有了些了解，是不是發現原來淬火并不是種，而是有很多種類型，并且淬火使用的介質也是不同的，并不單是水這種。不同的類型介質適用的范圍的不同的，要根據熱處理情況來定怎么淬火。