氣淬法——一種值得重視的熱處理淬火方法

1、熱處理通常采用油或水溶性淬火液進(jìn)行淬火。氣淬法，原先只應(yīng)用于高淬透性鋼，但近10年來，也開始應(yīng)用到中、低淬透性鋼的淬火中。采用高壓氣體或者高流速氣體淬火擴(kuò)大了氣淬應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)減少了變形。為了達(dá)到工件變形最小的目的，應(yīng)當(dāng)采取可調(diào)整局部淬冷速率并能模擬工件形狀的一些淬火方法。氣淬和噴霧淬火可能滿足這些要求。因此，氣淬法正在引起人們的重視。淬火決定了熱處理工件的最終顯微組織和性能。一方面，要獲得理想的顯微組織(一般為馬氏體)，淬火冷卻速度必

2、須足夠的高。另一方面，為了減小變形，冷速應(yīng)該盡可能慢，整個(gè)工件截面上冷速應(yīng)盡量均勻。通常，一種液體介質(zhì)的冷卻速度在淬火過程中是不能調(diào)整的，它有固定的特性。尤其當(dāng)變形敏感的工件淬火時(shí)，用油或水溶性介質(zhì)淬火不容易實(shí)現(xiàn)淬冷速率的控制。氣體作為淬火介質(zhì)，在通常條件下其熱傳導(dǎo)系數(shù)比油和水基介質(zhì)都小，但是它能夠根據(jù)工件形狀和材料的特殊要求調(diào)整淬火過程，并且可通過提高氣體流速和壓力使其熱傳導(dǎo)系數(shù)達(dá)到油或水基介質(zhì)的水平。通常認(rèn)為氣淬會(huì)增加成本，因而限制

3、了其普及應(yīng)用。但是，從總體成本核算來評(píng)價(jià)氣淬工藝，雖然氣體淬火本身的成本較高，但可以通過降低清洗費(fèi)用、提高氣淬過程重現(xiàn)性，以及減少后續(xù)加工的磨削和減少淬硬層深度等優(yōu)越性來得到補(bǔ)償。提高氣淬時(shí)冷卻能力可以有不同的方法:增加氣淬壓力增加氣體流速選擇不同氣體類型(如氮?dú)?、氦氣、氫?優(yōu)化流動(dòng)狀態(tài)，增加氣流攪拌等。高壓氣淬時(shí)，氣體的類型和壓力是可以選擇的，氣流速度與爐子結(jié)構(gòu)和裝爐量有關(guān)。當(dāng)工件放置在爐內(nèi)高流速的位置(如氣體入口處)時(shí)，就可獲得高

4、熱傳導(dǎo)。如果工件正對(duì)著氣流方向，流速最大，那么傳熱就可能最大。當(dāng)裝爐結(jié)構(gòu)和影響參數(shù)固定時(shí)，氣淬結(jié)果可以重復(fù)。通過合理設(shè)計(jì)能提高冷卻的均勻性，目前已經(jīng)解決了諸如氣體反向流動(dòng)垂直和水平通過裝爐件的問題，使得冷卻盡可能的均勻。還有一種方法，即可以繞著爐膛徑向安裝多個(gè)噴嘴，在冷卻室和爐膛內(nèi)形成渦流場，以增加氣流攪拌程度。通過提高流速和攪拌程度，而不是通過增加壓力，來增大淬火烈度，這就是噴嘴場氣淬的基礎(chǔ)。在可調(diào)的噴嘴場中，通過給定氣流入口對(duì)復(fù)雜工