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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。由于生产存在一定的节拍，因此，为了降低坯料加热两头的温差，坯料在出炉膛前不能露出炉膛口，通常通过调节行程开关来进行。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***，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***，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***。减小畸变的措施如下：1、合理选择钢材与正确设计对于形状复杂、各部位截面尺寸相差较大而又要求畸变的工件，应选用淬透性较好的合金钢，以便能在缓和的淬火介质中冷却。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。经感应淬火设备淬火后的导轨其质量要求如下：（1）淬火表面不得有裂纹、。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。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***缺陷，以等轴状的珠光体和铁素体分布，金相***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。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***缺陷，获得***一致且均匀的齿坯。由于以上几种螺栓的螺纹为M48×3，且要求滚压一次成形，因其基体强度高，相应的硬度也高，因此在机械加工滚压螺纹时，必须施加较大的压力，导致滚丝轮磨损严重，生产成本增加。低于渗碳温度的正火往往不能消除锻造后的应力及***缺陷。高于960℃的正火又容易出现魏氏体***并使铁素体呈网状分布，造成***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***缺陷，以等轴状的珠光体和铁素体分布，金相***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，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。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。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。

高频淬火采取的屏蔽保护

常见高频淬火时工件的棱边、尖处常会造成、淬裂等淬火缺陷,这是高频电流的特性——尖角效应造成的,难以克服。故而常见的解决方法是.使高频淬火区域避开工件的轴肩、端面等形状较尖锐的部位,或采用比较大的倒角来减弱尖角效应。因此，对连杆进行高频感应加热处理是一种经济有效的毛坯热处理方法，事实证明，经过高频淬火机加热处理后的连杆各项技术指标均符合技术要求，在实际运行中发挥了良好的效果，得到了连杆制造厂家的普遍赞誉。 然而有些工件,由于其服役时的特殊需要.要求将其硬度区域一直延伸至其淬火面的边缘,即要求其轴肩或端面的校边等处也同样的淬火硬度,而往往在那里没有或几乎没有倒角角。对于这样的***部位就要进行屏蔽保护。戚墅堰堰机车车辆厂零部件所使用的材料为为45号钢,淬火要求外麦面HR***2～48。在高频淬火时采用连续加热方式。由于其表面形状是两铡向内凹陷,这样在工艺上不得不采用比较大的屏蔽,来保证填内凹部位的淬火硬度,而且端面的边棱也没淬裂。由于这种原因,曾经造成过50%工件的批量性报废。 针对这种缺陷,他们使用厚10n,m的紫钔扳,制成两块截面相同的两个铜块,淬火时分别加盖于工件的两端。 高频淬火时,铜块在淬火机床上受到夹持而与工件紧密贴合时,由于铜块是良好的导体,受感应固电磁场作用而避开了尖角效应。

像这样的工件情况很多，很钢板上有孔的需要高频淬火，空的边缘位置就比较会出现淬裂问题，就可以采用以上方法避开。总之不管什么样的工件这种屏蔽保护是现在比较实用方便的方法，需要灵活运用，就可以达到很好的效果，提供工件的利用率，降低浪费。