45鋼加工工藝路線及熱處理工藝
45鋼加工工藝路線
1、45號鋼的調質
45號鋼是中碳結構鋼，冷熱加工性能都不錯，機械性能較好，且價格低、來源廣，所以應用廣泛。它的最大弱點是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。
45號鋼淬火溫度在A3(自奧氏體開始析出鐵素體，即r-Fe?a-Fe的開始線910?C-700?)C+(30~50)℃，在實際操作中，壹般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少，且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時間。如果實際裝爐量大，就需適當延長保溫時間。不然，可能會出現因加熱不均勻造成硬度不足的現象。但保溫時間過長，也會也出現晶粒粗大，氧化脫碳嚴重的弊病，影響淬火質量。我們認為，如裝爐量大於工藝文件的規定，加熱保溫時間需延長1/5。
因為45號鋼淬透性低，故應采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水後，應該淬透，但不是冷透，如果工件在鹽水中冷透，就有可能使工件開裂，這是因為當工件冷卻到180℃左右時，奧氏體迅速轉變為馬氏體造成過大的組織應力所致。因此，當淬火工件快冷到該溫度區域，就應采取緩冷的方法。由於出水溫度難以掌握，須憑經驗操作，當水中的工件抖動停止，即可出水空冷(如能油冷更好)。另外，工件入水宜動不宜靜，應按照工件的幾何形狀，作規則運動。靜止的冷卻介質加上靜止的工件，導致硬度不均勻，應力不均勻而使工件變形大，甚至開裂。
45號鋼調質件淬火後的硬度應該達到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低於HRC48，不然，就說明工件未得到完全淬火，組織中可能出現索氏體甚至鐵素體組織，這種組織通過回火，仍然保留在基體中，達不到調質的目的。
45號鋼淬火後的高溫回火，加熱溫度通常為560~600℃，硬度要求為HRC22~34。因為調質的目的是得到綜合機械性能，所以硬度範圍比較寬。但圖紙有硬度要求的，就要按圖紙要求調整回火溫度，以保證硬度。如有些軸類零件要求強度高，硬度要求就高;而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件，因調質後還要進行銑、插加工，硬度要求就低些。關於回火保溫時間，視硬度要求和工件大小而定，我們認為，回火後的硬度取決於回火溫度，與回火時間關系不大，但必須回透，壹般工件回火保溫時間總在壹小時以上。
2、40Cr鋼的調質處理
Cr能增加鋼的淬透性，提高鋼的強度和回火穩定性，具有優良的機械性能。截面尺寸大或重要的調質工件，應采用Cr鋼。但Cr鋼有第二類回火脆性。
40Cr工件調質的淬回火，各種參數工藝卡片都有規定，我們在實際操作中體會是：
(壹)40Cr工件淬火後應采用油冷，40Cr鋼的淬透性較好，在油中冷卻能淬硬，而且工件的變形、開裂傾向小。但是小型企業在供油緊張的情況下，對形狀不復雜的工件，可以在水中淬火，並未發現開裂，只是操作者要憑經驗嚴格掌握入水、出水的溫度。
(二)40Cr工件調質後硬度仍然偏高，第二次回火溫度就要增加20~50℃，不然，硬度降低困難。
(三)40Cr工件高溫回火後，形狀復雜的在油中冷卻，簡單的在水中冷卻，目的是避免第二類回火脆性的影響。回火快冷後的工件，必要時再施以消除應力處理。
影響調質工件的質量，操作工的水平是個重要因素，同時，還有設備、材料和調質前加工等多方面的原因，我們認為：
(壹)工件從加熱爐轉移到冷卻槽速度緩慢，工件入水的溫度已降到低於Ar3臨界點，產生部分分解，工件得到不完全淬火組織，達不到硬度要求。所以小零件冷卻液要講究速度，大工件予冷要掌握時間。
(二)工件裝爐量要合理，以1~2層為宜，工件相互重疊造成加熱不均勻，導致硬度不勻。
(三)工件入水排列應保持壹定距離，過密使工件近處蒸氣膜破裂受阻，造成工件接近面硬度偏低。
(四)開爐淬火，不能壹口氣淬完，應視爐溫下降程度，中途閉爐重新升溫，以便前後工件淬後硬度壹致。
(五)要註意冷卻液的溫度，10%鹽水的溫度如高於60℃，不能使用。冷卻液不能有油汙、泥漿等雜質，不然，會出現硬度不足或不均勻現象。
(六)未經加工毛坯調質，硬度不會均勻，如要得到好的調質質量，毛坯應粗車，棒料要鍛打。
(七)嚴把質量關，淬火後硬度偏低1~3個單位，可以調整回火溫度來達到硬度要求。但淬火後工件硬度過低，有的甚至只有HRC25~35，必須重新淬火，絕不能只施以中溫或低溫回火以達到圖紙要求完事，不然，失去了調質的意義，並有可能產生嚴重的後果。
45鋼傳統熱處理工藝
1.1 預備熱處理
45號鋼鍛軋件通常情況下不進行退火處理，其原因有二：
壹是，退火時間如果過長，很容易產生鐵素體集聚，導致組織不均勻現象;.
二是，因為45號鋼鍛軋件作退火處理周期較長，導致生產效率較低。45號鋼預備熱處理壹般采用高溫回火與正火。45號鋼鍛軋件通常控制在724℃以內，這樣不但不產生結晶過程，同時能夠降低其內應力，硬度大大降低，易於下壹步的切削加工工藝
1.2 低溫球化退火
低溫球化退火是把工件加熱到***析轉變溫度Acl以下進行保溫，然後緩冷冷卻，從而獲得球化組織的熱處理方法，5號鋼鍛軋件的溫度在接近724℃時，要進行長時間保溫階段，這樣片狀球光體就會發生轉變，成為球狀珠光體，其硬度在145HB之內，其強韌性較好，為冷擠壓奠定了基礎。
1.3.淬火
45號鋼的淬火就是將鋼加熱到Ac3(亞***析鋼)或Ac1(過***析鋼)以上溫度，經過保溫後置人各種不同的冷卻介質中(V冷應大於V臨)，以獲得馬氏體組織。由於45號鋼的奧氏體穩定性相對較差，因此為獲得高硬度的馬氏體組織需要對其加熱後快速進行淬火冷卻。45號鋼具有良好的導熱性，在淬火時，可以直接人爐，不需要預熱，根據工件的相關技術要求來選擇溫度的高低，壹般加熱溫度控制在860℃壹820℃之間。
1.4臨界溫度淬火
大量實驗表明，45號鋼處於780℃臨界溫度進行淬火時，能夠獲取極細小的奧氏體晶粒，使其韌性
大大提高，同時也顯著降低了裂紋敏感性。壹些截面尺寸相差懸殊的工件，在淬火時容易產生裂紋，而對其進行臨界溫度淬火處理時，可以大大降低產生裂紋的概率。
1.5高頻淬火
高頻淬火是通過感應加熱設備，對工件進行感應加熱，迅速加熱零件表面，然後迅速淬火的壹種金
屬熱處理方法。高頻加熱速度控制範圍在200?1 000℃，s之間時，其臨界溫度也對應升高，因此，故45號鋼鍛件的淬火加熱溫度在880。920℃之間，壹般較其他類型的鋼高大約80～1000℃有時更高壹些。這樣45號鋼在高頻淬火被加熱的速度很快，其組織細小，應力增加，能夠使鍛件達到62-66 HRC的硬度，具有了高耐磨性，強疲勞抗力以及較小的缺口敏感性的特點。
45鋼熱處理常見問題
1 硬度偏低
45號鋼鍛件經過調質件淬火後，其硬度壹般要達到HRC56?59的要求，對於截面大的鍛件也應該
大於HRC48，造成原因主要是有四種原因：
壹是，鋼材含碳量偏低;
二是，在淬火加熱階段，沒能做到要求的技術規範，加熱溫度偏低或保溫時間不夠，使鍛件組織中奧氏體的碳與合金元素含量不足，甚至還殘存著未轉變的珠光體或未溶鐵素體，造成鍛件淬火後硬度指標達不到要求;
三是，鍛件加熱溫度過高或者保溫時間長，導致其表面脫碳而達不到硬度;
四是，淬火冷卻不到位，冷卻是熱處理的最終工序，更是熱處理最重要的工序。45號鋼淬火硬度在不同冷卻速度下可以轉變為不同的組織，淬火冷卻不到位，其硬度會變低。
2 縱向裂紋
縱向裂紋就是產生的裂紋呈軸向趨勢，形狀細而長，如圖l所示。
直徑為8 mm左右的45號鋼鍛件最容易出現，壹般含碳量愈高的鍛件，其產生的切向拉應力越大，
拉應力沖破鍛件強度極限時，縱向裂紋就會形成。45號鋼鍛件縱向裂紋產生的原因主要有：
壹是，裝設的加熱爐的方式不合理，導致鍛件的受熱不均現象;
二是，鍛件在淬火時，受到的溫度較高，內外應力差距大。同時加劇45號鋼鍛件裂紋產生的原因主
要有：鍛件中鋼中含有較多的低熔點有害雜質，譬如S、P、Bi等等;鍛件尺寸在鋼的淬裂敏感尺寸範圍內所選擇的淬火冷卻介質遠遠大於鍛件的臨界冷卻速度。
3 橫向裂紋
橫向裂紋就是產生的裂紋垂直於軸向。由內往外斷裂。如圖2所示。
橫紋壹般出現在其未淬透時，有熱應力引發。鍛件淬火如果不能淬透，其表面會呈壓應力。而其心部則呈拉應力，這樣在鍛件的淬硬層與非淬硬層的過渡區，就會產生最大拉應力，當所產生的拉應力沖破鍛件的抗拉強度極限時，橫向裂紋就會產生。45號鋼鍛件橫向裂紋產生的原因主要有三種：
壹是，工件的拉拔工藝及操作不合理，譬如模角太大，沒有經過酸洗以及金屬內外變形不均勻等;
二是，工件心部出現增碳，使工件的內外層塑性變形能力出現較大的差別;
三是，工件內有夾雜物存在。
4硬度不均勻
45號鋼經過熱處理後，如果硬度不均勻將使其耐磨性降低，減少使用壽命。導致45號鋼硬度不均
勻原因主要有以下幾種：
壹是，使用的工件本身淬透性低;
二是，工件表面殘留有退火脫碳層或淬火加熱時產生脫碳層;
三是，工件淬火加熱後冷卻速度慢，分級、等溫過高、時間過長或者冷卻介質選擇不當;
四是，工件淬火介質中含雜質過多或老化;
五是，工件淬火冷卻後出淬火介質時溫度過高、冷卻不足;
六是，工件回火不充分及回火溫度過高。
5 表面形成大塊碳(氯)化合物網
導致45號鋼鍛件表面形成大塊碳(氮)化合物網的原因有：
壹是，爐氣碳勢過高;
二是，工件強滲時間過長;
三是，冷卻速度太慢，沿奧氏體晶界析出網狀碳化物;
四是，鍛造始鍛溫度太高，而鍛後冷卻太慢。
6 畸變
導致45號鋼鍛件畸變的原因有三：
壹是，工件在淬火階段溫度偏高;
二是，工件冷卻方法不合理;
三是，夾具設計不合理或者使用不當。
猜妳還感興趣的：
1. 鋼的熱處理實習報告
2. 特種加工實習心得
3. 軸類零件加工工藝
4. 316不銹鋼加工工藝