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细长杆状工件淬火变形的原因及减少变形和弯曲措施

钢铁零件在热处理过程中的变形比较复杂,一般而言,对于开头比较规则、截面变化不大等零件具有一定的规律,可以采取有效的措施,减少和控制其变形的倾向。而对于细长零件(如细小轴类、钻头、拉刀等),其本身具有一定的特殊性,长度与直径的比值很大,最容易引起变形,变形的原因多为:加热和冷却的不均匀;残余应力的存在以及操作不当等。

减小该类零件变形和弯曲的措施有:

(1)原始组织以及原始应力状态。
对于同碳钢、高碳高合金钢等原始组织应为球状珠光体或进行调质处理,对未热处理前的(机械加工)变形应加以校直。

(2)充分预热。
对导热性差的高合金钢和高速钢等进行一次或多次预热,也可分段加热到淬火温度。

(3)低温淬火加热。
在确保硬度和技术要求的前提下,尽可能多采用较低的淬火温度,并适当缩短保温时间。

(4)选择合理的冷却方法和冷却介质。
应选用冷却速度较慢的冷却介质,有可能采用预冷加双液淬火、分级淬火或等温淬火等,小直径的高速钢钻头采用搓直淬火。

(5)认真和规范淬火操作。
在预热、加热和冷却过程中,应采用垂直吊挂等措施,确保减少人为的因素。在加热和冷却的环节中,均不得出现左右摆动,应垂直进入加热和冷却介质中,尤其注意采用水淬油冷出水时间以及高速钢油淬的出油时间。

(6)加强回火过程和管理,淬火工件冷却到室温后,应立即进行回火处理。

(7)合理进行变形的校直。
对于进行调质处理的零件,在高温回火后进行冷校直处理,对高速钢等零件进行可利用超塑性(奥氏体未转变状态)进行校直,或残余奥氏体的稳定化(等温淬火)进行冷却校直,对小型细长件采用三角盒压直进行回火处理。也可利用专门的回火夹具进行校直等。