機械制造鋼用PAG淬火介質
發(fā)布時間： 2012-10-13 16:29:41
機械制造用鋼按照用途和熱處理特點可分為滲碳鋼、調質鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼，通常都是優(yōu)質或高級優(yōu)質鋼，一般須使用PAG淬火介質經熱處理，以發(fā)揮材料的力學性能潛力，主要用于制造各種機械零件。
合金彈簧鋼
1.1成分特點 ①中、高碳：一般為0.5%-0.9%，但碳量不宜過高，否則使用PAG淬火介質進行熱處理的過程中材料易變脆，疲勞抗力也下降。
②主加元素：Si、Mn，主要作用是提高淬透性，同時也提高了屈強比。
?、圯o加合金：重要用途的彈簧鋼還必須加入Cr、V、W等元素，可克服Si、Mn鋼的不足（如易過熱，有石墨化傾向）。
1.2主要鋼種
65Mn和60Si2Mn：以Si、Mn為主要合金元素的彈簧鋼，價格便宜，PAG淬火介質熱處理的淬透性明顯優(yōu)于碳素彈簧鋼。Si、Mn的復合合金化，性能比只用Mn的好得多，這類鋼主要用于汽車、拖拉機上的板簧和螺旋彈簧。
50CrVA：含Cr、V、W等元素的彈簧鋼。Cr、V復合合金化，不僅大大提高鋼的淬透性，而且還提高鋼的高溫強度、韌性和PAG淬火介質熱處理工藝性能。這類鋼可制作在:350-400℃溫度下承受重載的較大彈簧。
1.3熱處理與組織性能
彈簧鋼按其成形方法分為冷成形（強化后成形）及熱成形（成形后強化）兩類。其相應加工和PAG淬火介質熱處理工藝為：
①冷成形彈簧：小型彈簧一般用冷拔彈簧鋼絲（片）卷成。在冷成形完成后必須進行一次消除內應力，穩(wěn)定尺寸并提高彈性極限的定型處理，處理溫度為250-300℃，保溫1-2h。
?、跓岢尚螐椈桑簩τ谥写笮蛷椈?，應加熱至奧氏體區(qū)進行熱卷成形，然后用PAG淬火介質淬火和中溫450 - 550℃回火，獲得回火屈氏體組織，保證了高的彈性極限和足夠韌性。
為了提高彈簧的疲勞壽命，目前還廣泛采用噴丸強化處理。由于加熱過程易造成表面氧化和脫碳等缺陷，故一般還要補充進行一道表面噴丸處理，這樣可大大提高其疲勞強度和壽命。如汽車板簧用60S12Mn鋼熱成形后，經噴丸處理可使其壽命提高3-5倍。
1.4合金彈簧鋼的用途
主要用于制造各種彈簧和彈性元件如汽車板彈簧、儀表彈簧、汽閥彈簧等。 滾動軸承鋼 2.1成分特點
①高碳：一般為0. 95%-1.10%，以保證其高硬度、高耐磨性和高強度。
?、谥骷釉兀篊r為基本合金元素，適宜的鉻質量分數為0.40%-1.65%。鉻提高淬透性，還形成合金滲碳體(Fe，Cr)。C，呈細密、均勻分布，提高鋼的耐磨性，特別是疲勞強度。
③輔加元素：Si、Mn進一步提高淬透性，便于制造大型軸承。V部分溶于奧氏體中，部分形成碳化物VC，提高鋼的耐磨性并防止過熱。
?、芨叩囊苯鹳|量：軸承鋼高的接觸疲勞性能要求對材料微小缺陷十分敏感，故材料中的非金屬夾雜應盡量避免，即應大大提高其冶金質量，嚴格控制其S、P含量(S<0.02%，P<0.02%)。因此，軸承鋼一般采用電爐冶煉和真空去氣處理。
2.2主要鋼種
軸承鋼牌號、熱處理、性能及用途是不同的。其中最常用的是GCr15，使用量占軸承鋼的絕大部分。
2.3熱處理與組織性能
軸承鋼的PAG淬火介質熱處理主要為球化退火、淬火和低溫回火。
以常用的GCr15鋼為例，其加工工藝過程為：鍛造一正火十球化退火一機械粗加工一淬火十冷處理一低溫回火一磨削一去應力回火。
軸承鋼鍛造組織為索氏體十少量粒狀二次滲碳體，硬度255-340HBS。正火的目的是細化組織并消除鍛造缺陷，球化退火目的是降低硬度(≤210HBS)便于切削加工，同時為最終PAG淬火介質熱處理做好組織準備（球狀珠光體）。GCr15鋼用PAG淬火液的淬火溫度嚴格控制在820-840℃范圍內，油淬獲得隱晶馬氏體后立即于- 60—-80℃低溫冷處理后再低溫回火?；鼗鸬哪康闹饕窍齼葢?，提高韌性，穩(wěn)定組織和尺寸。回火溫度為150-160℃，時間為2-3h，此時其顯微組織為回火馬氏體十細小彌散碳化物。磨削后的時效在120-150℃進行2-3h，目的是進一步穩(wěn)定尺寸并消除磨削應力。
2.4滾動軸承鋼用途
主要用于制造滾動軸承的內套、外套、滾動體。從化學成分看，滾動軸承鋼屬于工具鋼范疇，歷以這類鋼也經常用于制造各種精密量具、冷沖模具、絲杠、冷軋輥和高精度的軸類等耐磨零件。 本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。
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