改善墊板淬火軟點的工藝方法

齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司工程院 （161005） 賈嘯天 董金陽

我廠生產的自動冷鐓機ZA31－25中有一工件為墊板，其材質為45鋼，熱處理要求整體淬火硬度42HRC。原淬火工藝為：箱式爐中820℃加熱，保溫均勻后直接在10%的氯化鈉水溶液中冷卻。

圖1為此墊板淬火后的硬度情況，在局部區域出現紐扣大小的淬火軟點，顏色呈淡茶色，檢測硬度為25～30HRC，其余部位硬度均為42～45HRC。眾所周知，軟點往往是工件磨損或疲勞破裂的中心，它會顯著降低工件的使用壽命，對于成品件是不允許的。而碳素鋼由于淬透性較差，更易產生軟點。本文通過對原工藝及已完工件的分析，決定對此類平面面積較大工件的淬火工藝進行改進，從而減少軟點的產生，提高產品的合格率。

圖1 墊板

1.產生軟點的原因

（1）加熱不均勻 淬火加熱的目的是使工件在淬火加熱過程中完成組織轉變。為此，必須加熱到適當的溫度并有足夠的保溫時間。加熱溫度偏低和保溫時間不足，使得原始珠光體組織未能完全轉變為奧氏體和奧氏體成分不均勻時，淬火后得不到全部馬氏體組織，使工件淬火后形成軟點。

（2）冷卻不均勻 淬火冷卻介質冷卻能力不足，如水中混入油或肥皂等雜質；操作不當，如工件表面不潔，未清除氧化皮或污垢，以及工件浸入淬火冷卻介質時運動不充分等，都容易產生軟點。

（3）組織不均勻 金相組織過于粗大，存在嚴重組織偏析、大塊碳化物或大塊自由鐵素體也會使淬火工件形成軟點。

通過對本次淬火軟點的金相分析，排除了原始組織缺陷和加熱不均勻的因素。對于此類淬透性較差的碳素鋼，由于工件平面較大，加上淬火冷卻介質攪動不充分及工件移動不夠造成了淬火時工件表面氣泡未及時破裂致使氣泡處冷速降低，出現高溫分解產物，淬火后形成了極細珠光體組織，最終產生了軟點。

2.改進措施與效果

（1）改進措施 針對冷卻不足造成的軟點，我們決定采用噴液淬火配合單液淬火的方法來提高冷卻速度。即將噴嘴接高壓水流噴向工件需要加強冷卻能力的部位，使蒸汽膜提早破裂，這樣顯著地提高了在較高溫度區間內的換熱系數和冷卻速度。然后落入淬火槽中致使各部分冷卻均勻。通過這種方法可以有效增大淬硬層深度，降低產生軟點的可能性。另外，通過壓力還可以將零件表面的氧化皮打掉，提高硬度。

（2）試驗方法 經研究設計噴射工裝如圖2所示，將兩個噴冷裝置搭在水槽邊上，兩者間距100～120cm，調至噴水器露出鹽水面12～15cm。將經箱式爐820℃加熱均勻，保溫60min的工件置于噴水器中間，同時用起重機控制零件勻速下落，在完全進入循環攪動的鹽水槽冷卻均勻后出爐空冷。

圖2 淬火噴冷裝置

（3）試驗結果 改進淬火措施后的工件經檢測硬度值均達到了50～55HRC，不再有軟點產生，滿足了墊板的設計硬度要求。且隨著噴水水壓的不斷提高，淬火冷卻介質流量越大，淬火效果越明顯。

3.結語

采用噴射淬火冷卻的方式再對此類平面面積較大碳素鋼工件進行淬火，能嚴格控制軟點的產生，從而提高了產品的精度及使用壽命。安裝此墊板的自動冷鐓機在交付廠家使用，運行情況良好，墊板未出現任何磨損現象。經實踐證明，噴射淬火方法適用于此類平面面積較大的碳素鋼工件的批量生產。

（20130814）