對于水溶性淬火介質(zhì),攪拌是一個非常重要的工藝參數(shù)。通過調(diào)整攪拌方式不但可以獲得不同的淬火烈度。還可以改善淬火硬度的均勻性,同時延緩介質(zhì)的老化。實現(xiàn)攪拌有多種方式如下:

(1)最原始的攪拌方式就是淬火時用吊車(行車)上下左右前后晃動,但這種攪拌人為因素太大,沒有規(guī)律性可言,淬火后產(chǎn)品質(zhì)量的可控性很差。

(2)某些企業(yè)通過通入壓縮空氣進(jìn)行攪拌。但是壓縮空氣的通入可能會導(dǎo)致工件表面粘附有氣泡,同時對工件表面熱量的傳遞產(chǎn)生影響,同時冷卻均勻性也很難保證。此外,空氣的通入還加快了淬火介質(zhì)的老化。

(3)也有部分企業(yè)的淬火槽是采用泵攪拌。這種攪拌在淬火區(qū)內(nèi)形成的流態(tài)場為層流,介質(zhì)只作軸向(單向)運(yùn)動,雖然局部的淬火烈度可以達(dá)到很高,但是淬火件的各個側(cè)面(正面和反面)的冷卻速度差極大。另外,即使揚(yáng)程再大、流量再大的泵,也很難使整槽內(nèi)的介質(zhì)全部運(yùn)動起來。

大型鍛件在加熱和冷卻的過程中,為保證組織轉(zhuǎn)變的均勻性,需根據(jù)工件的實際形狀設(shè)計專用的工裝和夾具。在保證使用過程中有足夠強(qiáng)度的前提下,工裝夾具應(yīng)盡可能輕巧,以利于縮短加熱時間,降低能耗及成本。

為了減小淬火應(yīng)力,避免產(chǎn)生裂紋,可以采用預(yù)冷淬火的措施,降低零件各部分的溫差,使一些危險易裂部位的淬火應(yīng)力得到緩解。由于上部奧氏體亞穩(wěn)區(qū)冷卻緩慢,則延緩了過冷奧氏體形核過程而使淬硬層增厚,有利于大壁厚零件的生產(chǎn)。預(yù)冷時間可根據(jù)鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線并結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗來確定。為有效減小淬火過程中的熱應(yīng)力,可以采用“水基2空間歇”的冷卻方式。工件在空氣中冷卻時,可以使工件表面溫度慢慢回升,消除部分淬火過程的內(nèi)應(yīng)力,某種意義上還可起到自行回火的作用。若冷卻的間隔時間控制得當(dāng)還可以有效降低內(nèi)外表面溫差,減小冷卻過程的熱應(yīng)力。

水溶性淬火液冷卻速度比油快很多,在蒸汽膜階段、沸騰階段和對流階段均有所提高,尤其是在沸騰階段冷速最快,因此能夠有效地避開奧氏體向珠光體及貝氏體的轉(zhuǎn)變,最終得到馬氏體組織及少量的殘余奧氏體。但是水溶性淬火液的低溫冷速比油要快很多,正好處于馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū),這會增加零件的變形開裂傾向。因此對于淬透性好、尺寸大的鍛件,必須嚴(yán)格控制終冷溫度,否則極容易造成淬裂現(xiàn)象的發(fā)生。

對于夾雜物和氣體含量都很少,化學(xué)成分均勻的較小規(guī)格鍛件,可直接冷透;對于冶金質(zhì)量較差、規(guī)格較大、形狀復(fù)雜的鍛件,建議終冷溫度可提高至材料Ms點(diǎn)左右,在終冷溫度下的保持時間,應(yīng)以使鍛件心部完成規(guī)定的組織轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)。

(來源：大型鑄鍛件）