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蘸火液与超声波淬火应用效果

发布时间: 2012-11-20 14:11:43
由于超声波淬火是一种使淬火冷却过程得到强化的淬火,因此,它主要应用于必须加强冷却的各种材质零件的蘸火液淬火,即那些需要提高淬火层深度和淬硬性的零件的淬火。 1.低碳钢超声波剧冷淬火 碳素钢的蘸火液淬火性能,包括淬硬性及淬透性,都跟其含碳量有关。由于低碳钢含碳量较低,C形曲线又偏左,因而难以得到碳饱和浓度较大的仪固溶体,同时,要完成马氏体相变的临界冷却速度也要求很大。所以,在常规的蘸火液淬火冷却条件下,低碳钢的淬硬性、淬透性都较差。 在蘸火液的淬火槽内引入超声波后,由于“空化”效应的作用,使低碳钢工件的蘸火液淬火冷却加快,并可超过低碳钢淬火所要求的临界冷却速庋,从而完成马氏体相变。以Q235钢、20钢为例,对比它们在一般水淬中及有超声波作用的水淬中得到的机械性能。 超声波水淬低碳钢,比淬火前其抗拉强度Rm提高了27%-48%,屈服极限ReL提高了44%-75%;与一般水淬效果相比,Rm提高了5%N-15%,ReL提高了7%-17%;超声波与蘸火液淬火试样比蘸火液淬火前硬度提高了2-4倍。最可贵的是,低碳钢的塑韧性、屈强比ReL/Rm提高了,这将有利于价格,低廉和来源充足的低碳钢得到更广泛的应用。 2.超声波微畸变淬火 很多材料在水淬中易开裂,在油中淬火硬度又不够,采用超声波蘸火液淬火可以得到解决。由于超声波的作用,蘸火液的冷却特性可以在静水和蘸火液之间得到调节,以适应不同材料和尺寸的零件淬火。 例如,用45钢10mm×10mm×55mm的棱形试件,在旋涡型流体动力发射器产生的超声波作用下,水性淬火液中淬火所测得试件畸变量及形成裂纹的概率就比水淬小得多,淬硬硬度则接近于水淬。 表 45钢试件在不同介质中的淬火效果
冷却介质 试件表面硬度(HRC) 形成裂纹的概率(%) 弯曲畸变量(mm)
淬火前 淬火后
53 25 0.02 0.46-0.75
24 0 0.02 0.19-0.42
油中漩涡流的各种压力(MPa) 0.5 36 0 0.02 0.16-0.31
1.0 48 0 0.02 0.12-0.18
1.5 52 4 0.02 0.11-0.08
2.0 53 3 0.02 0.05-0.09
2.5 53 3 0.02 0.03-0.07
又如,用W18Cr4V高速钢钻头进行超声波蘸火液淬火试验(直径2.5mm、长55 mm),蘸火液淬火后不弯曲的钻头较之一般蘸火液淬火的钻头增加20%。蘸火液淬火效果接近等温淬火。 本文参考《淬火冷却技术及淬火介质》一书。
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