解析铸铁采用中频淬火机进行热处理工艺的基础知识

铸铁采用中频淬火机进行热处理工艺方法和钢的热处理工艺基本相似，但由于铸铁中石墨的存在以及化学成分等方面的差异，其热处理又具有一定的特殊性。主要表现在以下方面：

(1)铸铁是Fe一C一Si三元合金，其共析转变发生在一个相当宽的温度范围内，在这个温度范围内存在着铁素体十奥氏体十石墨的稳定平衡和铁素体十奥氏体十渗碳体的准稳定平衡。在共析温度范围内的不同温度点，都对应着不同的铁素体和奥氏体平衡量，这样，只要控制不同的加热温度和保温时间，就可获得不同比例的铁索体和珠光体基体组织，在较大幅度内调整铸铁的力学性能。

(2)尽管铸铁总碳含量很高，但石墨化过程可使碳全部或部分以石墨形态析出，使它不仅具有类似低碳钢的铁素体组织，甚至可控制不同的石墨化程度，得到不同数量和形态的铁索体与珠光体（或其他奥氏体转变产物)的混合组织。从而使铸铁采用中频淬火机进行热处理，既可获得具有相当于高碳钢的性能，又可获得相当于中、低碳钢的性能，而钢则没有这种可能性。

(3)铸铁奥氏体及其转变产物的碳含量可以在一个相当大的范围内变化。控制奥氏体化温度和加热、保温、冷却条件，可以在相当大的范围内调整和控制奥氏体及其转变产物的碳含量，从而使铸铁的性能可在较大的范围内进行调整。

(4)与钢不同，铸铁中石墨是碳的集散地。相变过程中，碳常需作远距离的扩散，其扩散速度受温度和化学成分等因素的影响，并对相变过程及相变产物的碳含量产生很大的影响。

(5)热处理不能改变石墨的形状和分布特性，而铸铁采用中频淬火机进行热处理的效果与铸铁基体中的石墨形态有密切关系；对于灰铸铁而言，热处理有一定的局限性。球墨铸铁中石墨呈球状，对基体的削弱作用较小，因而凡能改变金属基体的各种热处理方法，对于球墨铸铁件都非常有效。

铸铁的这些金相学特点和相变规律是铸铁采用中频淬火机进行热处理的理论基础，对于指导生产具有重要意义。

齿轮采用高频淬火机进行预处理工艺产生的影响

一般来说，对于带花键孔的齿轮采用高频淬火机渗碳淬火后内孔是收缩的。据文献介绍，840℃淬火虽然花键内孔趋于收缩，但变形的分散度明显减小，而860℃淬火时内孔变形大，稳定分散度也大，因此还是采用840℃淬火为好，淬火过程对变形的影响更为显著。...

工艺的影响：

a.齿坯正火对渗碳齿轮变形的影响

齿坯正火是渗碳齿轮的一个预处理工序，但却是一个不可省略或忽视的关键工序。经多镝的生产实践证明：齿坯正火质量的好坏，不但影响齿轮冷加工性能，而且对齿轮采用高频淬火机终热处理的变形程度起着重要的作用。

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。低于渗碳温度的正火往往不能消除锻造后的应力及组织缺陷。高于960℃的正火又容易出现魏氏体组织并使铁素体呈网状分布，造成组织不均匀，并且硬度值也高，变形量增大。采用960℃加热、保温2.5h 出炉后空冷的正火工艺，基本上消除了锻造后的内应力和组织缺陷，以等轴状的珠光体和铁素体分布，金相组织为1、2级，硬度在165～190HB之间，切削性能良好，终热处理后变形减少，变形规律也基本一致。所以正确选择正火工艺并严格执行对于减小变形是十分重要的。

b.渗碳淬火温度对变形的影响  

20CrNnTi钢渗碳后采用适宜的淬火温度对于减少热处理的变形或使变形变得规律化是有很大作用的。经过多次的试验，适宜的淬火温度是830～840℃。如果淬火温度偏高，则齿轮变形量增大，公法线长度胀大量也随着增大。

一般来说，链轮淬火机厂家，对于带花键孔的齿轮采用高频淬火机渗碳淬火后内孔是收缩的。据文献介绍，840℃淬火虽然花键内孔趋于收缩，但变形的分散度明显减小，而860℃淬火时内孔变形大，稳定分散度也大，因此还是采用840℃淬火为好，淬火过程对变形的影响更为显著。

45钢采用高频淬火工艺的性能特点

45钢是一种比较碳素结构钢，以车轴为例，车轴是其中的一个应用方向，采用高频加热设备对45钢进行合理的热处理可以有效提高车轴的使用寿命。

车轴是种变径的圆柱体 ，要实现整体表面高频淬火，淬火均匀，淬火效果达标，在很大程度上取决于感应器的结构设计。

加热使用感应器的设计应用主要考虑一下内容：

1.使被加热零件的表面温度均匀;

2.感应器损耗小 ，电;

3.感应器通水冷却良好;

4.制造简单 ，有足够的机械强度 ，操作使用方便。

车轴高频淬火感应器用矩形紫铜管制造成圆形感应器 ，并通水冷却 ，零件瞬间加热后由附带喷水圈进行喷水冷却。为了保证在感应加热中减少热损耗 提高加热效率 ，感应器与零件之间的间距尽可能小 ，但要有足够的间隙 ，保证使感应器能与车轴的相对运动顺利进行。

加热温度和加热时间的关系当材料和原始组织一定时，相变温度随着加热速度增大而提高，为得到合格的淬火组织，相应的淬火温度也随之提高。车轴感应加热升温速度一般在 30～100 ℃/ s ，45钢车轴的表面淬火加热温度选择 890～960 ℃为佳 ，为了获得较深的淬硬层深度 ，选择上限加热温度。较长的加热时间和较高的加热温度 ，可获得较深的加热深度 ，反之 ，加热深度较浅。

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