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中频淬火设备对台阶轴扫描淬火过程中直径变化处的硬度

问题:“中频淬火设备在给SAE1045钢空心轴扫描淬火后,有很长一段时间,我们经常碰到台阶区域内的硬度读数偏低(52–55 HRC)。我们咨询过感应加热专家,但问题仍然没有解决。是什么原因导致该区域出现软点,我们如何解决此问题?”

 

答案:基于SAE 1045钢的淬火特性,可以预期其最大表面淬火硬度达到约60-62 HRC是合理的。正常情况下,表面硬度在52–55 HRC范围内是低于预期的淬火硬度。通常情况下,中频淬火设备可能导致软点出现的因素有三类:

•金相/显微组织因素(例如,钢原始结构中的缺陷,严重的化学和相偏析,先前加工后存在的脱碳,过量的残余奥氏体以及其他一些因素)

•不适当的加热条件(例如,奥氏体化不足或非均匀奥氏体的形成),大直径肩台部的局部过热或肩台附近小直径区域的局部奥氏体不足)

•与淬火相关的因素,包括不适当的中频淬火设备淬火喷射角,不足的淬火液流速和二次回火的影响。

考虑到软点的硬度与直径变化区域有关,它们很可能是由第二或第三组因素引起的原因之一。
中频淬火

如果在直径变化区域附近的大直径台阶出现低于预期的硬度读数,则很可能是由于该区域热量过剩引起的。由于产生多余的残余奥氏体,过多的热量积累可能导致回火软化。

如果在直径变化区域的小直径区(例如,圆角区域或切槽)出现低于预期的硬度读数,则很可能由于奥氏体不足或淬火喷射不当。

因此,如果你有手持式高温计,请比较台阶区较大直径和较小直径两处的温度,以确定中频淬火设备这两个与热相关的因素中的究竟是哪个可能导致此问题。使用较窄的加热面扫描感应器来调整扫描淬火配方可以帮助解决此问题。另外,考虑使用一发法感应器来代替扫描淬火,这可以明显改善直径变化区域的加热状况。

扫描淬火过程中,轴的摆放方向也会影响淬火的强度和均匀性,从而有可能导致直径变化区域内硬度读数低于预期。对于台阶轴而言,如果淬火喷淋的方向不当,淬火液很难进入台阶某些区域,从而无法充分淬火—淬火喷射可能会错过位于肩部附近的较小直径,从而导致该处淬火不足、出现软点。如果中频淬火设备淬火喷射角(淬火剂撞击工件的角度)太小,则增大喷射角有助于更好地淬火台阶附近的小直径区域。当淬火轴类零件时,因为形状不规则且方向摆放不当,这往往是需要重新设计淬火装配的原因之一。请记住,淬火喷射角度的增加不应太大,否则可能导致淬火剂回溅到感应线圈并造成零件硬度不均匀。为了使难以触及的区域充分淬火,一些从业人员会急剧增加淬火压力或流量,但是过度的淬火也会导致扫描感应器过度溢流和飞溅,从而导致硬度分布不均匀。

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