热处理通用工艺

张国耀

1 范围
) r5 e/ I) `5 ~0 H) P+ G  本守则规定了热处理的工艺规则，适用于本公司的热处理。
! _; y4 A; N- w4 a2 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。
$ ~" S2 T" e- X: }7 a2.2 检查工件是否有碰撞伤痕、裂纹等缺陷。
( h- ~' `) }9 \6 q% L. O2.3 检查炉子及炉温仪表使用情况是否正常
' p$ i+ n+ [8 N: n+ S2.4 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。
; o0 t+ D2 l$ y7 s2.5 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) E) j1 e  p! F2 I# L3.1 X45箱式电阻炉。
( X" z' f9 D& K8 {. n! L5 N; W' c9 w3.2 0-1100°热电偶电子电位差计。
1 N* g* o$ O0 I+ t9 S3.3 布洛氏硬度计。
( K& T3 l" ?/ l4 E7 J8 r4 退火
* {+ r6 g4 Z9 ^8 e4.1 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。
3 g- g; ~  B. w1 o! H( I4.2 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。
) q6 ^# p1 y/ A# o1 |4.3 对于合金钢等特殊材料，按有关技术资料的要求操作。
4.4 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。
( _3 V  D: l  G) e4.5 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。
( z6 D: v9 m3 x* D; _: O6 A5 正火
5 N' X9 ]# M  Q8 w& y" f, m5.1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。
0 K- l! u' u4 C$ ~7 B  b8 O5.2 Q023、20钢、Q345等材料加热到880℃-93℃，保温1-3h后出炉空冷。
6 W6 C, y3 \7 ?0 j; m5.3  45、40Cr钢分别加热到830℃-880℃，850℃-890℃，保温1-3h后出炉空冷。
) ]! a2 \- V2 |! J* S5.4 保温时间根据工件的有效厚度决定，具体见表
) t; }: `- o% T有效厚度（mm）    ≤25    25-20    50-75    75-100    100-125
% ]2 y3 \6 i& Q+ X# d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。
9 z3 G3 p- M/ Q: U& ?# e5.6 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。
5.7 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。
5.8 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 淬火
6.1 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。
6.3 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。
6.4 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。
) b2 j. O! K2 t1 C3 M) z. Q6.5 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。
( }* K# e5 k. y1 \6.5.1 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。
7 T& v, W# O: \. v6.5.3 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。
2 e2 f! o: I- [3 {1 w8 B6.6 工件淬火后应尽快进行回火，停留时间不得超过24小时。
9 [: o- ?6 B- r; J) v7 b6.7 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。
3 ?; ]# U. H8 ^$ z, q5 o2 n6.8 冷却介质自来水（盐水）、柴油使用温度分别为小于30℃、80℃。
$ [5 v7 _& ?& C' V% h6.9 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。
. x5 j5 t8 ]/ K- c* I- T+ I7 回火
' W! f4 \3 c. z, e) j+ p7.1 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。
7 d& k: D& L8 B% {" E" w7.2 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。
' X2 A. T& X9 ?( \; [6 I1 l. f  s+ g7.3 一般回火温度对照表
' b# I: y# L% e& Z/ c' F牌号    热处理    淬火后的硬度    技术要求硬度    回火温度
! q2 c- f; x. u% q45    调质调质    HRC58-60HEC58-60    HB200-250HB250-300    560-600℃500-540℃
& M1 Y3 Q7 ^# l, D    淬火    ″    HRC40-45    350-370℃
, b" e0 _7 w8 I/ n: Q; n& o) W    淬火    ″    HRC45-50    260-280℃
  u( d0 a$ A4 c/ ?6 k1 F) y+ ]40Cr    调质调质    HRC53以上HEC58-60    HB200-250HB250-300    600-650℃580-600℃
    淬火    ″    HRC40-45    350-370℃
! x4 R: I# f+ s! F; o    淬火    ″    HRC45-50    260-280℃
4 l; g2 N8 R! [  Y% R: w    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℃
7.4 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。
7.5 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。
' S+ \4 @+ A$ z6 e8 火焰淬火
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。
, n; T6 f* G' E+ K  f8.2 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 S8 D2 v$ B0 t4 n8.4 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。
8.5 火焰的前进速度要均匀，以免因加热不均而影响质量。
" ]1 x5 j* H" g2 |/ D  w8.6 熄火时应先关闭一些氧气（不能完全关闭），再关乙炔。
8.7 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。
7 P, z# V" ~( t2 H& N8.9 火焰淬火后的回火操作方法按“回火操作工艺指导”操作。
2 u2 d2 U9 I+ d0 l& h$ T9 完工后
9.1 每批工件抽样检查其硬度是否达到要求。
! J# ]- J# Y: l9.2 工件要按指定的地点以及方式堆放整齐