《H13的热处理方法.docVIP

中国热处理行业协会新技术考察团于1998年10月9日参观访问了美国Erie城附近的Meadylle镇SECO／WARWICK公司总部，了解了该公司开发的新技术和新产品。为了有助于我国热处理生产技术的发展，特在此做如下介绍。2　真空高压气淬的效果　　由于要求真空热处理的零件和材料不断增多，真空加热气冷淬火技术有了迅速发展。工具钢的固溶处理和奥氏体化，合金钢和镍基、钴基合金通常都在熔盐中加热和油中淬火，导致工件开裂和畸变，而且还必须施行后清洗。SECO／WARWICK公司开发的一系列采取对流加热方式的真空高压气淬炉，气体压力从200kPa直到2000kPa，满足了在油淬和气淬中间领域的冷却速度要求。表1所列为各种合金钢在该公司开发的600kPa、1000kPa和2000kPa真空气淬炉中的淬火冷却效果［1］。3　对流加热　　众所周知，真空中的加热主要靠辐射，而辐射加热只有在760℃（1400°F）以上才能表现出明显效果。为了在低温下实现均匀而迅速的加热，采用往炉中通入惰性（或中性）气体的方式可保证对流热传导。为实现均匀快速的对流加热，炉子加热室必须有良好的绝热保温措施。对流加热可有效降低被加热件中的热应力，而工件中的应力有可能在热处理前的机加工或原始钢料中既已存在。对流加热是保证工件低畸变的前提条件，而且也可缩短淬火和回火加热周期。和传统真空加热比较，对流加热可减少50％的加热时间，在低温范围保持好的炉温均匀性，在一定程度上提高装炉量，还可实现一炉多用，在同一炉中可施行回火和退火。图1所示为对流加热和传统真空加热的区别所在。 图1　对流加热和传统真空加热的比较Fig.1　Conventional vs．traditional heating rates 4 高压气淬　　由表1数据可知，和600kPa气淬比较，低合金钢在1000kPa和2000kPa气体压力下的淬火可获得更高的硬度。1000kPa和2000kPa的气淬真空炉可保证整盘炉料获得均匀温度。在600kPa压力气淬时，工件相互间距不得小于12～20mm，而在1000kPa气压下淬火时，工件的间距可减至10mm。图2所示为不同气体冷却介质和各种截面尺寸工件间的传热系数λ［1］。 表1　各种合金钢在600、1000和2000kPa（6，10，20bar）气淬真空炉处理后的硬度 材? 料 材料心部达到要求硬度的截面／mm 要求硬度HRC DIN17007 DIN17006 ASTM 600kPa 1000kPa 2000kPa 1.2721 50NiCr13 　 90 110 125 59 1.2767 X45NiCrMo4 　 160 180 200 56 1.2510 100MnCrW4 O1 50 107 130 64 1.2550 60WCrV7 S1 70 90 107 60 1.2842 90MnGrV8 O2 52 90 123 63 1.2363 X100CrMoV5-1 A2 155 200 200 63 1.2080 X210Cr12 D3 70 108 155 64 1.2436 X210CrW12 　 155 200 200 65 1.2379 X155CrVMo12-1 D2 155 200 200 63 1.2713 55NiCrMoV6 L6 108 153 200 56 1.2714 56NiCrMoV7 　 131 200 200 57 1.23431.2344 X38CrMoV5-1X40CrMoV5-1 H11H13 155 200 200 54 1.2365 X32CrMoV3-3 H10 108 131 153 50 1.2083 X42Cr13 420 70 108 123 56 1.2316 X36CrMo17 　 108 131 153 50 1.3343 S6-5-2 M2 108 153 200 66 　 （DIN 17350） *所列材料的化学成分和热处理规范可查阅《袖珍世界钢号手册》，第2版，林慧国等主编，机械工业出版社，1998 图2　不同冷却介质和各种截面尺寸工件间的传热系数λFig.2　Coefficient λ in relation to cooling medium andworkpiece cross-section. 4.1　600kPa氮气中淬火　　φ25～φ100mm合金钢工件松散装炉时的传热系数λ＝1.0～3.0。M2高速钢件 1.1500kPa气淬（60％He／40％N2） 2.600kPa气淬（60％He／40％N2） 3.1000kPa氮气中冷却 4.600kPa氮气中冷却 5.2000KPa气淬