正火(Normalizing):将金属材料加热至适当温度,然后保持在高温下进行长时间的保温处理。这个过程可以使材料的成分分布均匀,提高其强度和韧性。
淬火(Quenching):将经过正火处理的金属材料迅速浸入冷却剂(如水或油)中,以降低其温度并改变其晶体结构。淬火可以使材料变得坚硬和耐磨。
回火(Tempering):将淬火后的金属材料再次加热至较低温度,然后冷却的过程。回火的目的是降低金属的硬度,增加其韧性和可塑性。这样处理过的金属可以用于制造各种需要一定强度和韧性的零件。
退火(Annealing):将金属材料加热至较高温度,然后缓慢冷却的过程。退火的目的是降低金属的硬度,改善其可塑性和延展性。这样处理过的金属可以用于制造各种需要良好韧性和可塑性的零件。
需要注意的是,不同的材料和应用场景可能需要不同的加工顺序和参数设置。因此,实际操作时需要根据具体情况进行调整。
水淬冷却快、但应力大,变形、开裂倾向大,一般用于淬透性差的碳钢。
油淬冷却效温和,一般用于淬透性较好的合金钢。
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一、水淬
以水作为淬火剂进行淬火,称为水淬。优点是在高温区(550℃~650℃)冷却较快,缺点是低温区(200℃~300℃)也冷却较快,易造成较大的组织应力。水淬是把高温物体放入水中,再烧红热,再放入水中,如此反复,可提高刚性。
水淬的原理就是使1400℃左右的熔融物在从炉体流出时,用具有一定压力的水流喷射,使共骤然冶却而凝固并碎裂成细小的粒子,使熔融物的玻璃结构被固定下来,阻止氟磷酸钙结晶的复原。
熔融物中氟和磷的含量较高以及碱度较高时,氟磷酸钙结晶复原要快一些,
因而水淬压力就要高一些;反之,合氟和磷较低以及碱度较低时,氟磷酸钙结晶复原要慢一些,因而水淬压力也就可以低一些。熔融物被水淬得愈细,冷却得就愈快,产品的枸溶率也就愈高;反之,粒子大,共表面虽然先冷,但内部冷得慢,产品枸溶率也就不高。
二、火淬
火焰淬火是一种用乙炔一氧火焰(最高温度达3100℃)或煤气一氧火焰(最高温度达2000℃)将工件表面快速加热,随后喷液(水或有机冷却液)冷却的一种表面淬火方法。一般常用乙炔-氧火焰表面淬火。
火焰淬火始于19世纪初期。起初是依靠操作者的经验保证处理质量。随着技术的发展,人们设计和制造出用以淬硬曲轴、齿轮等零件曲面的专用淬火机床,从而扩大了火焰淬火的应用范围。后来,又出现配备有透焰测温装置、能自动控制温度的淬火机床,使火焰淬火有了新的发展。
火焰淬火是为了奥氏体化,用可燃气体火掐作为加热热源的局部硬化工艺。适合通过火焰淬火置艺进行局部硬化的材料,必须有足够的含碳量(一般为04%)才能进行可硬化处理。由于这种工艺通常用于径具有低淬硬性的低合金钢或普通碳钢,因此加热到相变温度后的淬火一般是通过快速水淬完成的。淬火几乎是瞬时的。
加热介质可以是氧一乙炔、氧一制造煤气、丙烷或其他任伺接有适当加热速率的燃气的混合。淬火温度与炉子淬火所要求的相同。火焰淬火区的深度从离表面1/32in(08mm)到整个截面的范围内变化。
通常用于火焰淬火的钢是含碳量040~095%的普通碳钢和低合金钢。高合金钢例如马氏体不锈钢和工具钢有时也采用局部硬化方法,但中碳钢用得更多些。
火焰淬火时,高淬硬性钢有较大的开裂倾向。通过在淬火前预热零件(大约300°F;149℃)和用油或水溶性有机液淬火可降低低合金钢和工具钢的开裂倾向。然而,油淬火具有易燃的危险,使这种工艺不能广泛采用。
参考链接:-水淬-火焰淬火
对淬火介质的要求主要看其冷却速度,因为冷却速度影响工件淬火后的硬度。水作为冷却介质的优点是经济费用低,缺点是冷却速度快,易造成淬火工件开裂。油作用冷却介质的优点是冷却速度慢,淬火后工件表面光亮,缺点是易燃,存在安全隐患,淬火后工件硬度达不到要求。
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淬火加热的制品在水中冷却可以分为三个阶段:第一阶段为膜状沸腾阶段。当炽热制品与冷水刚接触时,在其表面立即形成一层不均匀的过热蒸汽薄膜,它很牢固,导热性不好,使制品的冷却速度降低。第二阶段为气泡沸腾阶段。当蒸汽薄膜破坏时,靠近金属表面的液体产生剧烈的沸腾,发生强烈的热交换。第三阶段为热量对流阶段,冷却水的循环,或制品左右摆动、或上下移动,增加制品表面与水产生对流的热交换,以提高冷却速度。
所以,水池容积要足够大,要在淬火件体积的20倍以上,深度至少是料筐的15倍,池壁装有电热器和热电偶来控制温度,和料筐托架平行的位置装有循环水泵,水池底部装有压缩空气管,通过排出空气来快速搅拌水来打破蒸汽薄膜,另外补水口的管径应该较大,用于水温快速升高时的稳定水温,池底排水口应该设计的较大,防止堵塞。
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