今天我們來(lái)說(shuō)說(shuō)調(diào)質(zhì)即淬火和高溫回火的綜合熱處理工藝
（quenching and high temperature tempering）
調(diào)質(zhì)件大都在比較大的動(dòng)載荷作用下工作，它們承受著拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)或剪切的作用，有的表面還具有摩擦，要求有一定的耐磨性等等?？傊?，零件處在各種復(fù)合應(yīng)力下工作。這類零件主要為各種機(jī)器和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件，如軸類、連桿、螺柱、齒輪等，在機(jī)床、汽車和拖拉機(jī)等制造工業(yè)中用得很普遍。尤其是對(duì)于重型機(jī)器制造中的大型部件，調(diào)質(zhì)處理用得更多。因此，調(diào)質(zhì)處理在熱處理中占有很重要的位置。
在機(jī)械產(chǎn)品中的調(diào)質(zhì)件，因其受力條件不同，對(duì)其所要求的性能也就不完全一樣。一般說(shuō)來(lái)，各種調(diào)質(zhì)件都應(yīng)具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即高強(qiáng)度和高韌性的適當(dāng)配合，以保證零件長(zhǎng)期順利工作。
調(diào)質(zhì)通常指淬火+高溫回火，以獲得回火索氏體的熱處理工藝。 方法也就是先淬火，淬火溫度：亞共析鋼為Ac3+30~50℃；過(guò)共析鋼為Ac1+30~50℃；合金鋼可比碳鋼稍稍提高一點(diǎn)。淬火后在500~650℃進(jìn)行回火即可。
調(diào)質(zhì)難嗎？
最簡(jiǎn)單的實(shí)際上是最難的。
有時(shí)就是這樣，既要循規(guī)蹈矩，又要靈活掌握，其中的“度”很難把握。
下面來(lái)看看熱處理老師們?cè)趺凑f(shuō)：
一：以我在專業(yè)熱處理廠為例來(lái)說(shuō)說(shuō)調(diào)質(zhì)的難度：
1、很多客戶材料提供的很不準(zhǔn)確，到現(xiàn)在還有送貨單寫(xiě)明“碳鋼”“冷軋板“彈簧鋼”，真是汗顏，每遇到這樣的產(chǎn)品，只有磨火花、試回火溫度再做，
2、有些零件形狀復(fù)雜，處于臨界尺寸，加之每個(gè)熱處理廠裝備限制，如果你淬火溫度與淬火劑選擇不佳，就會(huì)發(fā)生開(kāi)裂或變形；淬火溫度選擇高，易出現(xiàn)裂紋；保溫時(shí)間不合理，會(huì)加大變形，淬火溫度選擇低，為保硬度，回火溫度降低，雖然硬度合格，但組織性能指標(biāo)達(dá)不到圖紙要求。
3、調(diào)質(zhì)處理固然重要，但只是產(chǎn)品制造過(guò)程中的一項(xiàng)工藝，搞好質(zhì)量的同時(shí)，還必須盯前看后，注意鍛造工藝有無(wú)問(wèn)題和后續(xù)的機(jī)加工的便利，否則都會(huì)來(lái)找你調(diào)質(zhì)的人，鍛造的說(shuō)你調(diào)質(zhì)技術(shù)不好，機(jī)加工的說(shuō)你質(zhì)量不行，難加工...，
4、有些調(diào)質(zhì)產(chǎn)品用在風(fēng)電或極端環(huán)境的，產(chǎn)品要求零下30或40度的沖擊韌性，說(shuō)實(shí)話，調(diào)質(zhì)的溫度、時(shí)間、冷卻、回火必須達(dá)到最理想狀態(tài)方可，如果再遇到材料有夾雜物、偏析之類缺陷，調(diào)質(zhì)就更難了......，在專業(yè)熱處理加工廠做了近10年了，總結(jié)一下，調(diào)質(zhì)也好，其它淬火也好，只要用心去鉆，產(chǎn)品熱處理質(zhì)量達(dá)到圖紙要求不難，真正難的是保證你所做的產(chǎn)品每一批、每一件從開(kāi)始試樣到最后一批零件結(jié)束，都是一樣的質(zhì)量狀態(tài)才是真正的難點(diǎn)，這也是我國(guó)熱處理質(zhì)量水平與國(guó)外差的關(guān)健。
二：我覺(jué)得只要設(shè)備能滿足，比如爐子有效尺寸、爐溫均勻性、控溫精度、淬火延遲時(shí)間、爐子溫升、加熱速度、爐冷速度、淬火液的冷卻速度（包括老化程度，雜質(zhì)等，循環(huán)），清洗質(zhì)量等沒(méi)問(wèn)題，最好自動(dòng)化控制，原材料有質(zhì)保書(shū)和進(jìn)廠檢驗(yàn)報(bào)告，工人嚴(yán)格執(zhí)行工藝。調(diào)質(zhì)是很輕松的，
當(dāng)然，功夫在平時(shí)，做的時(shí)候當(dāng)然是信手拈來(lái)。
三：調(diào)質(zhì)工藝難：加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻介質(zhì)、工件 的形狀、尺寸、現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)要求、工藝的執(zhí)行情況
四：從理論上講，調(diào)質(zhì)即是 淬火 + 高溫回火 以獲得回火索氏體的工藝方法。如果其中一個(gè)工步達(dá)不到要求，調(diào)質(zhì)就不會(huì)很理想，因此難度的確很大。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，不僅要達(dá)到硬度要求，而且還要達(dá)到金相組織的要求，如果只考慮硬度要求，不考慮組織性能，難度就不會(huì)太大，但卻常常會(huì)造成調(diào)質(zhì)組織不良的后果。
五：調(diào)質(zhì)確實(shí)是個(gè)重要工序，但要達(dá)到預(yù)期的調(diào)質(zhì)目的，我們必須嚴(yán)格控制調(diào)質(zhì)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)??！包括加熱溫度，保溫時(shí)間、冷卻介質(zhì)，回火溫度等等??！就我個(gè)人總結(jié)，我認(rèn)為真正是質(zhì)量穩(wěn)定，在生產(chǎn)過(guò)程中，必須減少人這個(gè)因素的影響！?。∫氡ＷC高質(zhì)量的調(diào)質(zhì)件，就應(yīng)該上調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線?。⊥耆吭O(shè)備、靠工藝來(lái)保證設(shè)備質(zhì)量！！
六：調(diào)質(zhì)作為一種預(yù)先熱處理,首先在考慮變形和氧化的余地是比較大的,但是調(diào)質(zhì)質(zhì)量的很難控制!我覺(jué)得難點(diǎn)在:
第一:材料的不穩(wěn)定性!你一個(gè)工藝下來(lái)這批材料合格那批材料不合格時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題
第二外部環(huán)境的影響,夏天干出來(lái)一個(gè)樣,冬天又是一個(gè)樣(這個(gè)和正火差不多,主要是冷卻介質(zhì)的影響)
第三設(shè)備的影響,一般作為一種預(yù)先熱處理,干的大部分是毛坯,所以無(wú)論裝卸還是操作,包括爐子的設(shè)計(jì)都比較粗糙,設(shè)備的不精密性以及人為的不嚴(yán)謹(jǐn)性往往對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量造成很大的影響!
七：拿曲軸為例來(lái)說(shuō)調(diào)質(zhì)的難度，由于零件形狀復(fù)雜，淬火溫度與淬火劑選擇成為關(guān)鍵：淬火溫度選擇高，會(huì)出現(xiàn)裂紋；淬火溫度選擇低，回火溫度降低，雖然硬度合格，但組織性能指標(biāo)達(dá)不到圖紙要求。如果這中間再選擇材料的話，情況就會(huì)更復(fù)雜了。
調(diào)質(zhì)不容易，回火學(xué)問(wèn)很大，多做記錄積累經(jīng)驗(yàn)
調(diào)質(zhì)的時(shí)候您遇到過(guò)哪些典型的案例？
一：在調(diào)質(zhì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題：
1、材料化學(xué)成分，同樣的一個(gè)牌號(hào)的材料，其化學(xué)成分可能不同，就得采用不同的淬火溫度，
2、工件形狀，對(duì)于長(zhǎng)細(xì)的桿件類零件、薄壁類零件，熱處理變形量較大，后校正工件量大
3、零件的尺寸，拿45鋼來(lái)說(shuō)，臨界淬火尺寸9-14mm，設(shè)計(jì)者不了解熱處理，機(jī)加后就要調(diào)質(zhì)。他們不管你淬火后裂不裂的問(wèn)題，一旦裂了，就說(shuō)你“什么水平”遭來(lái)鄙視。
4、鑄造類零件調(diào)質(zhì)：有的鑄件鑄造質(zhì)量本來(lái)就差，氣孔，疏松,夾雜，一大片的鑄造問(wèn)題，淬火開(kāi)裂后說(shuō)是你熱處理淬裂的。
5、材料混料，相信搞熱處理的同行們都遇到過(guò)，碳素鋼和合金鋼沒(méi)有分開(kāi)就送來(lái)熱處理的。
6、設(shè)備問(wèn)題，在回火時(shí)，設(shè)備“跑溫”，升高了，調(diào)質(zhì)后硬度低，又得重新淬火，再次來(lái)過(guò)。
二：這里分享一個(gè)案例材料：40Cr
類型：輸送鏈板；
淬火設(shè)備：定做的可移動(dòng)淬火槽，帶空冷換熱器
工藝路線：鍛造-余熱淬火-回火-機(jī)加工-發(fā)貨
思路：當(dāng)初考慮到此產(chǎn)品在鍛造時(shí)形變比較大，而且在摩擦壓力機(jī)上生產(chǎn)，鍛造節(jié)拍比較穩(wěn)定，同時(shí)在晶粒度上、硬度上都不會(huì)有太大問(wèn)題，故選用了鍛造余熱淬火，同時(shí)考慮到其淬火溫度比較高，熱容會(huì)很大，原來(lái)一直用油淬，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和安全一直不好控制，選用了水基的PAG類淬火介質(zhì)；
實(shí)際結(jié)果：在最終調(diào)試時(shí)，硬度、金相組織、晶粒度都OK，但是出現(xiàn)比較大比例的淬火裂紋，非常有規(guī)律，標(biāo)準(zhǔn)的弧形淬火裂紋；期間對(duì)預(yù)冷時(shí)間、淬火溫度（從900-780都試過(guò)）、冷卻時(shí)間、淬火液的濃度等都做了調(diào)試，問(wèn)題一直沒(méi)有解決，百思不得其解，后來(lái)沒(méi)有辦法，更換為油，100%合格，任何條件都沒(méi)有變；
結(jié)論：對(duì)于形狀和界面變化比較劇烈的鍛件產(chǎn)品，在進(jìn)行鍛造余熱淬火時(shí)，慎用淬火介質(zhì)，應(yīng)選用冷速較慢的介質(zhì)；
這個(gè)結(jié)論可能不一定正確，可能還有一些問(wèn)題沒(méi)有真正找到，如果哪位有興趣，可以幫我解答下；
三：舉幾個(gè)例子，在大型連續(xù)式網(wǎng)帶爐調(diào)質(zhì)，鍛件未正火就調(diào)質(zhì)的，淬火保溫溫度要選擇下限，最好采取預(yù)冷淬火，淬火溫度保溫時(shí)間不宜長(zhǎng)，否則M針粗大：對(duì)于產(chǎn)品球化退火過(guò)的，調(diào)質(zhì)時(shí)淬火保溫溫度要選擇上限，最好采取與保溫溫度一樣的溫度淬火，淬火加熱時(shí)間系數(shù)先取上限，保溫時(shí)間要允分，否則抗拉強(qiáng)度時(shí)顯偏低；......
四：我做過(guò)3年的調(diào)質(zhì)線 和多用爐調(diào)質(zhì) 雖然都是一些簡(jiǎn)單的 但是也出現(xiàn)不少問(wèn)題其中最典型的問(wèn)題一小墊片 第一次我調(diào) 淬火 用不到一分鐘的時(shí)間淬火 出來(lái)是合格的 第2次 我同事調(diào)的淬火時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn) 出來(lái) 90%開(kāi)裂 還有 一拉桿 做好多年都是好的 有一批出來(lái)硬度不均勻 后來(lái)加5度淬火 就好了 還有很多看起來(lái)簡(jiǎn)單 做起來(lái)難。
五：40Cr材料，長(zhǎng)1.2米，直徑300mm，空心，中間孔260mm左右，厚度約40mm左右。要求調(diào)質(zhì)：只有硬度要求，并無(wú)其余技術(shù)指標(biāo)要求
設(shè)備：普通箱式爐（老設(shè)備，一些設(shè)備參數(shù)不清）+井式爐
過(guò)程：有10幾年的工作經(jīng)驗(yàn)，但是對(duì)于這種材料處理的不多，當(dāng)時(shí)老師傅只想通過(guò)簡(jiǎn)單的奧氏體化，淬火后看硬度再根據(jù)淬火硬度調(diào)整回火溫度，最終達(dá)到硬度要求即可。
當(dāng)時(shí)由于心里沒(méi)底，找我商量；我先聽(tīng)了他的想法：為防止淬火開(kāi)裂，直接油淬，淬火后看硬度，調(diào)整回火溫度達(dá)到客戶硬度要求即可。
我當(dāng)時(shí)明確表態(tài)，不行。我當(dāng)時(shí)斗膽為了一句，調(diào)質(zhì)的含義是什么？（。。。。）
我當(dāng)時(shí)的建議：充分保溫，出爐后工件兩端用U型鉤勾住兩端，行車吊起，空氣中緩冷約5-10s（具體看顏色），之后快速入水（5%堿水），緩慢晃動(dòng)行車作為攪拌，當(dāng)冷卻至約200--300度時(shí)快速吊起進(jìn)入油中冷卻
，冷卻至底出油，擦除表面油漬，快速進(jìn)入已到溫的井式爐回火。
回火后打硬度，完全滿足客戶的要求，據(jù)客戶反映使用情況比較滿意。
六：不止是調(diào)質(zhì)普通淬火在熱處理中總是叫人頭疼，材料問(wèn)題 工藝問(wèn)題 操作人員素質(zhì)問(wèn)題
我是一名一線工人 就拿45＃來(lái)說(shuō)吧 經(jīng)常碰到棱角分明而且孔距離外壁很近的活 鹽水淬火偶爾就會(huì)有開(kāi)裂
遇冷 石棉繩 耐火泥等都試過(guò)了 有時(shí)候還會(huì)開(kāi)裂
有時(shí)候碰到薄板吊車淬火非常容易變形 而且有時(shí)候客戶說(shuō)你的硬度不好 有的時(shí)候你不預(yù)冷還真不好辦，但是預(yù)冷掌握不好的話會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題
七：45鋼調(diào)質(zhì)，要求硬度180-230，我做的金相組織在1級(jí)，淬火840淬鹽水，回火660度，從組織、硬度上沒(méi)有任何問(wèn)題，但用戶反映機(jī)械加工太難（粘刀，費(fèi)刀具），看來(lái)還不能做的太好，后來(lái)采用亞溫淬火才基本解決這個(gè)問(wèn)題。
八：1、材料化學(xué)成分，同樣的一個(gè)牌號(hào)的材料，其化學(xué)成分可能不同，就得采用不同的淬火溫度，
2、工件形狀，對(duì)于長(zhǎng)細(xì)的桿件類零件、薄壁類零件，熱處理變形量較大，后校正工件量大
3、零件的尺寸，拿45鋼來(lái)說(shuō)，臨界淬火尺寸9-14mm，設(shè)計(jì)者不了解熱處理，機(jī)加后就要調(diào)質(zhì)。他們不管你淬火后裂不裂的問(wèn)題，一旦裂了，就說(shuō)你“什么水平”遭來(lái)鄙視。
4、鑄造類零件調(diào)質(zhì)：有的鑄件鑄造質(zhì)量本來(lái)就差，氣孔，疏松,夾雜，一大片的鑄造問(wèn)題，淬火開(kāi)裂后說(shuō)是你熱處理淬裂的。
5、材料混料，相信搞熱處理的同行們都遇到過(guò)，碳素鋼和合金鋼沒(méi)有分開(kāi)就送來(lái)熱處理的。
6、設(shè)備問(wèn)題，在回火時(shí)，設(shè)備“跑溫”，升高了，調(diào)質(zhì)后硬度低，又得重新淬火，再次來(lái)過(guò)。
形貌效應(yīng)：
從工件的形貌上講，球形工件接受淬火的能力最強(qiáng)，其次是棒狀、接受淬火能力最差的是板類板類工件接受淬火的能力最差，餅狀應(yīng)當(dāng)視為與板類相似的形狀，其接受淬火的能力同樣較差，這樣大的工件淬火，即使在冷卻條件（主要是冷卻槽足夠大，冷卻液量足夠大，保證在淬火冷卻過(guò)程槽液溫度的變化微?。┍容^理想的情況下淬火，其餅的周邊硬度也許可以達(dá)到50HRC左右，但在其幾何中心到周邊的大面積區(qū)域，其硬度一定是既不均勻，又不會(huì)高。
用什么設(shè)備做調(diào)質(zhì)比較好?
：般多用爐調(diào)質(zhì) 淬火延遲時(shí)間做不到 動(dòng)作太慢。
要是批量大、產(chǎn)品尺寸滿足的話，連續(xù)爐可能會(huì)比較好，出爐到淬火之間的時(shí)間一定要控制好
：你所說(shuō)的延遲時(shí)間是指從后室到前室以至落入油槽這段時(shí)間太長(zhǎng)吧？這個(gè)問(wèn)題的確存在，尤其是對(duì)裝爐致密度較小的薄小零件不利。
：雖然多用爐有轉(zhuǎn)移時(shí)間，但和井式爐相比要短得多，零件沒(méi)有氧化和脫碳，冷卻效果也好很多，零件一致性很高！質(zhì)量相當(dāng)穩(wěn)定，但受冷卻介質(zhì)的限制。不過(guò)多用爐調(diào)質(zhì)成本也高。
： 如果大件,在多用爐效果好,有保護(hù),不會(huì)氧化,脫碳!小件我覺(jué)得網(wǎng)帶是不錯(cuò)選擇,比如40MM以下長(zhǎng)度不超網(wǎng)帶的寬度
1,成本低(相對(duì)多用爐)
2,產(chǎn)量大
3,質(zhì)量穩(wěn)定
4,工人勞動(dòng)強(qiáng)度低
：在多用爐做調(diào)質(zhì)淬火。加熱溫度與普通爐子是一樣的。優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)汽氛加熱淬火過(guò)程中，工件在爐內(nèi)受保護(hù)汽體的保護(hù)。正常情況下產(chǎn)品不易氧化脫碳。爐氣碳勢(shì)設(shè)定在0.5就可以。碳勢(shì)太高爐內(nèi)容易積炭，也是浪費(fèi)。碳勢(shì)太低影響下一爐滲碳產(chǎn)品。
| |
|
? 請(qǐng)關(guān)注 微信公眾號(hào): steeltuber. 轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留鏈接: http://www.jmdakun.com/Steel-Knowledge/chhgwhhdzhrclgydz.html
|