热处理通用工艺

张国耀

1 范围
2 j. Y& O# a: n; z# P  本守则规定了热处理的工艺规则，适用于本公司的热处理。
  ]+ ]* e+ a. q$ |0 l3 \: L. z7 y2 准备工作
2.1 根据加工路线单核对工件数量，检查材料是否符合要求，并根据图样了解热处理的种类。
; X+ u. w; A* K! R+ Z- T, i2.2 检查工件是否有碰撞伤痕、裂纹等缺陷。
2.3 检查炉子及炉温仪表使用情况是否正常
* r. K! U  F6 e2.4 严禁带电进出炉操作，工件离电热体不宜太远，以防局部过热。一般工件离炉壁应大于100mm，离炉顶大于200mm。
2.5 对形状复杂或细长轴等工件，在堆放时要按有关操作要求装入炉内。
3 设备
- _" v/ N2 e4 q7 m: V3.1 X45箱式电阻炉。
3.2 0-1100°热电偶电子电位差计。
3.3 布洛氏硬度计。
4 退火
7 d& h6 @* c  C4.1 45、40Cr钢分别加热到800℃-840℃，830℃-850℃，保温2-3h ，然后以小于100℃/h 的速度缓慢冷却至500℃-600℃出炉空冷。
% Q" L5 _" S' b; I( l; |' P% g+ W4.2 T7-T9，T10-T12钢分别加热到740℃-760℃，750℃-770℃保温2-4h，然后以小于200℃/h的速度缓慢冷却至500℃-600℃出炉空冷。
4.3 对于合金钢等特殊材料，按有关技术资料的要求操作。
, H2 J/ z- f8 P  U, z" U7 G. f) G4.4 一般件可不预热低温进炉，也可高温进炉，但对形状复杂、大件或高合金工具钢退火时，应低温进炉。入炉后，当温度升至500℃-650℃时，应保温1-2小时再继续升温。
4.5 出炉时对于形状复杂或细长的工件，宜用钳子或其它夹具垂直或水平放在适当地方。
5 正火
5.1通常用于正火的材料为含碳量不超过0.5%的碳素钢、低合金钢的锻件、铸钢件、粗加工等。
5.2 Q023、20钢、Q345等材料加热到880℃-93℃，保温1-3h后出炉空冷。
8 U# }% ]' ~$ r5.3  45、40Cr钢分别加热到830℃-880℃，850℃-890℃，保温1-3h后出炉空冷。
5.4 保温时间根据工件的有效厚度决定，具体见表
有效厚度（mm）    ≤25    25-20    50-75    75-100    100-125
保温时间（min     60     90    120    150     180
5.5 正火规范相同的零件，可在同炉处理，但截面有效厚度必须相近。
3 U5 {- {. r, I5.6 不同尺寸的零件在同炉处理中，若同时出炉时，其保温时间就按晨大截面所需的保温时间计算，但允许小件到达其本身尺寸所需保温时间后单独出炉。
8 Q6 a% c- V6 `& g9 j1 G5.7 多件装炉时工件断面尺寸小于100mm者，其间隙应大于50mm。技术要求较高的零件严禁小件外面套大件。
5 k+ a4 p6 C# w& z+ i% V+ H5.8 对细长零件，在易变形部位加支承（垫铁）。
5.9 保温结束后，应迅速把零件出炉，在空气中冷却，零件必须分散，不能成堆集中。
6 L* r! X1 A" L% `4 Z6 k8 H+ @6 淬火
. a6 M) x+ A" \1 r7 C6.1 45钢加热到830℃-870℃，保温0.3-1.2h，然后出炉在自来水(盐水)中急速冷却。
6.2 40Cr 钢加热到840℃-880℃，保温0.3-1.2h，然后出炉在油(柴油)中急速冷却。
& S+ C' b6 I8 y/ o% P( i6.3 高碳工具钢加热到760℃-820℃，保温0.3-1.2h，然后出炉在自来水(盐不)中急速冷却。
! u8 I9 t- [% a! }: b) [# D) {+ A6.4 淬火时，工件要平衡迅速地进入冷却介质中，并上、下移动，同时将工件绕圈行走，直到没有汽泡出现或水声微弱停止。
6.5 根据工件的几何形状、尺寸大小、直径及长度，选择正确的方法浸入冷却剂，以确保工件最小的变形量。
; g4 w9 [3 L0 i) M0 ~  `+ B! b6.5.1 长方形、扁平和长柱表的工件应垂直浸入冷却剂。
6.5.2 筒状的工件，应由轴心方向垂直浸入冷却剂。
6.5.3 有空心凹面，不穿通孔的工件，应使孔口朝上浸入冷却介质，以免空气或冷却剂气泡堵在凹面处不能跑出，阻碍冷却的正常进行。
6.5.4 厚度不均匀的工件应尽可能将厚的部分先浸入冷却剂。
6.6 工件淬火后应尽快进行回火，停留时间不得超过24小时。
9 b% H+ t: s5 {" R- u0 @6.7 截面大小不同的零件装入一炉时，大件放在炉膛里面，小件放在前面，以便小件先出炉。
6.8 冷却介质自来水（盐水）、柴油使用温度分别为小于30℃、80℃。
/ X9 K! T, u2 D! S4 y5 ~$ ?6.9 一般淬火件不做金相检验，但如工艺有规定，检验人员对本批淬火件质量发生怀疑、成批产品变更工艺、新钢材、新工艺、新技术试验以及分析废品原因等等，应进行金相组织检验。
7 回火
9 s4 z; a" U7 B1 R- f6 Z, T7 b, E7.1 将淬火后的工件，根据其技术要求加热到一定的温度，保温1-2h，出炉在空气中冷却。
' n9 }$ w. [- R7.2 回火的温度主要根据零件的材料、要求硬度以及淬火后的硬度而定。一般要求硬度高的工件，回火温度低一些；反之，回火温度高一些。
7.3 一般回火温度对照表
4 @% V% t3 w1 a% [7 R' ?牌号    热处理    淬火后的硬度    技术要求硬度    回火温度
8 l: O; `1 _; g+ w7 o. z45    调质调质    HRC58-60HEC58-60    HB200-250HB250-300    560-600℃500-540℃
    淬火    ″    HRC40-45    350-370℃
$ |: Q# W8 v5 O* ]    淬火    ″    HRC45-50    260-280℃
40Cr    调质调质    HRC53以上HEC58-60    HB200-250HB250-300    600-650℃580-600℃
    淬火    ″    HRC40-45    350-370℃
    淬火    ″    HRC45-50    260-280℃
# C3 v! V+ ~/ t) b6 f* a    淬火    ″    HRC50-55    180-200℃
T10    调质    HRC63-66    HB200-230    600-640℃保温6-10小时
    淬火    HRC63-66    HRC58-64    220-240℃
4 q6 W  r" }3 j$ i+ v! ?& Z3 L7.4 回火保温时间应根据零件的大小和一次装炉量等情况而定，较大的零件或一次装炉量较多，则保温时间要长一些。反之，要短一些，以符合图样所要求的硬度为原则。
- V! q9 F6 M  }# ?/ S3 p; Y7.5 回火的目的是消除淬火后的脆性和内应力、提高塑性、稳定工件尺寸、满足硬度要求，经获得需要的组织和性能，因此，要严格遵守各项操作要领，确保产品质量。
8 火焰淬火
. i7 C' e- h( P& [8.1将工件置于强烈的火焰中进行加热，使其表面温度迅速达到淬火温度（目测），急速用冷却剂（自来水）进行冷却，以获得要求的表面硬度及硬化层深度。
$ P' f6 g) E% _2 j) i) l4 S8.2 火焰淬火后的工件应及时回火，以免产生裂纹。
8.3 火焰淬火使用的乙炔压力为0.03-0.1MPa，氧气压力为0.1-0.8 MPa。
8.4 操作时，工件表面与火焰的距离一般为5-10mm。根据零件大小而定。烧咀的移动速度为50-300mm/min。烧咀后倾10-30°射向工件。
& ~1 g9 d% J  k/ K/ x  R8.5 火焰的前进速度要均匀，以免因加热不均而影响质量。
8.6 熄火时应先关闭一些氧气（不能完全关闭），再关乙炔。
& z+ |; Y/ N9 [3 ?/ R8.7 调节火焰为中性火焰，以防氧气过少时火焰温度为高，氧气过多时易引起被淬零件的氧化。在整个淬火过程中，火焰的形状要稳定不变，使淬火表面能均匀受热。
8.8 火焰淬火后的温度可比常规淬火的温度略高80℃-100℃，温度的控制要根据金属表面温度和色标对照表加以目测来完成。
8.9 火焰淬火后的回火操作方法按“回火操作工艺指导”操作。
9 完工后
7 u% g% ?( J4 |  i  T8 U. k% L: N9.1 每批工件抽样检查其硬度是否达到要求。
9.2 工件要按指定的地点以及方式堆放整齐