浅析锉刀采用高频淬火机进行热处理的具体工艺
锉刀是用于锉光工件的手工工具，主要用于对金属、木料、皮革等表层做微量加工。在工作过程中，锉刀要承受巨大的摩擦力，为此，生产上要求锉刀具有高的硬度、高的耐磨性和高的使用寿命。为满足工作的需要，采用高频淬火机进行淬火热处理，效果良好。
一、技术要求
锉刀要求高的硬度和耐磨性。通常用T12钢制造。热处理的关键是防止齿部淬火脱碳和要求有熟练的矫直技术。
锉刀的技术要求如下:
硬度：刃部64-67HRC，柄部≤35HRC。
淬硬深度：齿尖以下>1mm。
金相组织：马氏体<3级，齿部无脱碳层。
畸变：弯曲＜0.1mm/100mm。
二、热处理工艺
锉刀的热处理工艺路线为：加热一冷却一热矫直一冷透一清洗一回火一清洗一检查。
为防止锉刀淬火加热时氧化、脱碳，可采用高频淬火机进行快速加热。其中，淬火温度750-790℃，冷却介质为低于30℃的盐水或清水，回火温度160-180℃。
三、工艺说明
（1）小锉刀采用较高的淬火温度，在碱浴中冷却。
（2）淬火热矫直系指锉刀在水中冷却到180-200℃，取出在水槽边手工矫直的方法。要准确掌握水中冷却时间，出水过早，会因自热回火降低表面硬度；出水过晚，则因锉刀完全淬硬，增加矫直困难，甚至造成裂纹或折断。锉刀应在短时间内矫直好，然后完全浸入水中冷透。正火温度采用960℃，比渗碳温高30℃，使齿还在渗碳前就消除锻造热应力及组织缺陷，获得组织一致且均匀的齿坯。
齿圈螺母采用中频淬火机进行热处理的工艺分析
齿圈螺母为外六角螺母，通常与螺栓、螺钉配合使用，起连接、紧固机件的作用。在工作过程中，齿圈螺母要承受巨大的摩擦力，因此，生产上要求它在16mm区段上进行淬火热处理，淬火后硬度为52-57HRC，淬硬层深度1.5-3mm。为满足上述要求，我们采用中频淬火机进行淬火热处理，效果良好。工件采用中频淬火机进行淬火热处理，硝盐与油相比，哪个淬火介质更好。
齿圈螺母中频淬火工艺具体如下：
1、处理部位及区域：16mm区段内
2、零件放置方法：垂直
3、中频电机频率/Hz：8000Hz
4、淬火时零件实际频率/Hz：5000
5、中频电机功率/kw：250
6、零件输出功率/kw：65-75
7、功率表指数：9：48
8、变压器变压比：20：1
9、空载电压/v：450-600
10、负载电压/V：570
11、负载电流/A：130-150
12、功率因数：＋0.99
13、电容（设备左侧起）：1，2
14、加热方式：同时
15、冷却介质：10%-12%聚乙烯醇
16、冷却温度/℃：20-40
17、压力/MPa：0.04-0.06（压力表指数：0.75）
18、加热时间/s：6.5
19、间息时间/s：0.3
20、冷却时间/s：5.8
齿圈螺母经此工艺淬火后硬度达到53-55HRC，满足技术要求。更好的是此工艺适合大批量大规模生产，可以大大提高工人的生产效率。
感应加热表面淬火齿轮的质量检测
1.外观检测
工件表面不的有淬火裂纹，崩角，锈蚀，烧熔，为加热表面影响使用性能的缺陷。一般件目测检验，重要件应无损探伤检验。成批生产时，按规定要求进行检验。
2.表面硬度检验
1）一般用落实硬度计进行抽检，近年来笔试硬度计和内孔硬度计均由许多新产品，使用形状不规则或一些大工件均能方便的进行检测。工件批量生产时，按照50%-10%抽检硬度：单件，小批量生产时按检验硬度。
2）淬火硬度区域的范围根据硬度确定，也可对工件用强酸浸蚀淬火表面来使硬化区显示白色，再用卡尺或钢板尺测量。
3）形状复杂或者无法使用硬度计检测的工件，可用硬度笔进行检验。
3.硬度层深度检测
感应加热表面淬火齿轮的硬化层深度，目前绝大多数是通过切割样件规定的检验部位来测量。使用砂轮切割机或线割机切割样件。
1）硬化区尺寸的测量标准
a.金相法 对于中碳钢，从工件表面马氏体测至50%＋50%托氏体为止。
b.硬度法 根据GB5617-1985《钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定》，以极限硬度为基准的硬化层深度的测量方法，简称硬度法。
2）齿轮硬化区及局部硬化层深度与零件形状的关系
a.模数m≤4mm的非渗碳齿轮，允许全齿硬化，齿底要求有≥0.5mm的齿轮采用同时加热一次淬火时，在齿根部分允许时有1/3的齿高不硬化，在此单齿连续淬火时，齿根部分允许有≤1/4齿高不硬化。
b.模数m=4.5-6mm的齿轮采用同事加热一次淬火时，其齿纵剖面的中心硬化层深度允许为端面硬化层深度的2/3以上。
齿轮淬火变形的分析和对策
7T火车后桥锥齿轮是汽车传递动力和改变速度的重要零件，工件材料为22CrMOH钢。生产中发现，齿轮热处理后部分工件出现贯穿性裂纹，另外一些齿轮发现起边超差缺陷，造成不少齿轮失效报废。
锥齿轮要求渗碳层深度为1.7-2.1mm,碳化物为1-5级，马氏体和残留奥氏体为1-5级，表面硬度为60-64HRC，芯部硬度为35-40HRC。检验发现齿轮花键根部应力集中部位是裂纹源处，裂纹沿轴向扩展贯穿轴颈本体，部分主动齿轮裂纹严重贯穿齿根与齿顶处，开裂特征明显。金相组织检验发现，主动齿轮带状组织中铁素体带处是裂纹源头，裂纹扩展并与带状组织平行。3、硝盐溶液在低温区等温时冷却速度近乎为零，所以淬火变形很小。部分裂纹呈锯齿状形貌，同事出现严重的次生裂纹，部分裂纹呈碎裂状形貌。
分析认为，从动齿轮畸变超差失效是因工件组织均匀性差，带状组织严重引起的，工件在热处理中各个部位膨胀系数以及相变比体积变化差异大，引起较大的组织应力，造成工件畸变过大超差而失效。主动齿轮出现轴向裂纹系因带状组织严重超差造成的。小孔径内孔表面感应加热高频淬火设备的淬火工艺在采用感应器加热高频淬火设备时，工件必须旋转。由于带状组织严重，相邻部位显微组织不同，差异很大，在外力作用下，性能薄弱处和强弱带间适应力集中处，该处力学性能低而各向异性明显，并且处于高应力作用，其横向强度比纵向断裂强度明显低下，在热处理中产生的组织应力和热应力作用下，主动齿轮在应力集中薄弱区域萌生裂纹并扩展快裂。
根据以上分析，提出工艺改进措施如下：
（1）生产中从首工序严吧材料检验质量关口，要求带状组织≤3级，其他各项技术参数，性能指标合格，不允许不合格材料混入生产流程。
（2）齿轮锻件毛坯件应进行金相检验，带状组织≤3级的合格坯件可进入加工程序，防止不合格锻件进入再加工工序。
（3）建议钢厂个锻造厂采用新技术工艺，提高钢材和锻件毛坯组织性能质量，为减少和消除齿轮组织缺陷和畸变裂纹缺陷失效奠定基础。
以上信息由专业从事数挫机床导轨淬火机的领诚电子于2024/7/19 11:31:02发布
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