CN102492806B - 一种分段变速淬火冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分段变速淬火冷却方法，采用计算机控制的0—1800r/min的无级变速搅拌器对冷却油进行搅拌，具体包括以下步骤：a、预冷搅拌—b、高速搅拌—c、较慢速度搅拌—d、慢速搅拌；采用本方法能够较大地减小薄壁工件、形状复杂尺寸差异大的工件、较大的环状工件等的变形，以减少后序加工余量，很好地保证工件各部位性能的一致性，提高工件的质量和品质。与传统淬火冷却方法相比，产品合格率从原来的90%提高到了99.9%以上，严格按照本方法操作，几乎不会产生废品，大大降低了生产成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属材料热处理方法，特别涉及一种分段变速淬火冷却方法。
背景技术
在金属材料热处理领域，传统的淬火方法是：淬火油在油槽中加热至设定温度保温；工件在淬火温度保温后，降落到油槽中，同时开启油槽内搅拌泵，以固定搅拌速度搅拌冷却淬火，在油槽中保持10min淬火结束，工件起出油槽即可。此方法对于薄壁工件、形状复杂尺寸差异大的工件、较大的环状工件等，变形很大，有的因变形过大达不到技术要求而报废；即使通过预留余量再经机加工保证精度，因变形大工件表面不同部位的硬度、强度、含碳量、耐磨性等也存在很大差异，质量很不均匀，装机后影响整机的稳定性、精度和使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种分段变速淬火冷却方法，使其能够较大地减小薄壁工件、形状复杂尺寸差异大的工件、较大的环状工件等的变形，以减少后序加工余量，很好地保证工件各部位性能的一致性，提高工件的质量和品质。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种分段变速淬火冷却方法，其特征在于：采用计算机控制的0—1800r/min的无级变速搅拌器对冷却油进行搅拌，具体包括以下步骤：
a、预冷搅拌：工件在淬火温度保温结束后，降落到油槽中，同时开启搅拌泵，控制搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为10秒，油温由设定的80℃较快升至95℃；
b、高速搅拌：调整搅拌速度为1800r/min，搅拌时间为110秒，油温从95℃快速升至110℃；
c、较慢速度搅拌：调整搅拌速度为900r/min，搅拌时间为180秒，油温从110℃开始下降，缓慢下降到90℃；
d、慢速搅拌：调整搅拌速度为750r/min，搅拌300秒后淬火结束，此时油温从90℃缓慢降至起始设定温度80℃，工件起出油槽。
本发明的有益效果：本方法能够较大地减小薄壁工件、形状复杂尺寸差异大的工件、较大的环状工件等的变形，以减少后序加工余量，很好地保证工件各部位性能的一致性，提高工件的质量和品质。与传统淬火冷却方法相比，产品合格率从原来的90%提高到了99.9%以上，严格按照本方法操作，几乎不会产生废品，大大降低了生产成本，提高了生产效率。
具体实施方式
利用爱协林多用炉生产线，采用0—1800r/min的无级变速搅拌器，再与计算机系统连接，自动控制，实现在不同的时间段以不同的搅拌速度搅拌冷却淬火。
具体步骤包括：
a、预冷搅拌：工件在淬火温度保温结束后，降落到油槽中，同时开启搅拌泵，搅拌速度1200r/min，10秒后自动进入步骤b；本步骤相当于预冷，经较快的速度搅拌，工件均匀降温，能起到减小变形的作用；
b、高速度搅拌：搅拌速度1800r/min，110秒后自动进入步骤c。本步骤是获得淬火组织的关键，经高速度搅拌冷却后获得过冷奥氏体；
c、较慢速度搅拌：搅拌速度900r/min，180秒后自动进入步骤d。本步骤是使得过冷奥氏体在马氏体转变区缓慢并且均匀地转变为马氏体；
d、慢速搅拌：搅拌速度750r/min，300秒后淬火结束，工件起出油槽。该过程中，过冷奥氏体继续缓慢而均匀地转变为马氏体。本步骤是获得更小变形的关键，经多次试验：稍微偏离本步骤的参数，工件都会产生较大变形量，影响工件品质。
本发明所述的分段变速淬火冷却方法，根据热处理原理、工件材料的“C”曲线和淬火理想冷却曲线，结合多次反复的试验总结，最后得知：在淬火的时候，分四个时间段以不同搅拌速度冷却：先较快速度，再最快速度、再较慢速度、之后最慢速度搅拌的分段变速冷却淬火。先以较快的速度搅拌是保证工件冷却时物理冷缩的应力较小，从而减小变形；再以最快速度搅拌是保证组织转变，获得需要的过冷奥氏体组织；之后的较慢速度和最后的慢速搅拌，是为了使得马氏体组织的转变较为缓慢而均匀，从而获得工件最小的变形。通过实例证明：本方法能够较大地减小薄壁工件、形状复杂尺寸差异大的工件、较大的环状工件等的变形，以减少后序加工余量，很好地保证工件各部位性能的一致性，提高工件的质量和品质。例如，将本方法应用于机床零件的关键零件如主轴（形状较复杂、尺寸差异大）、分度齿轮与锁紧环（内孔大）、以及各种薄壁零件，淬火后基本上没有发生变形，大大减小了后序余量，提高了零件的精度和生产效率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种分段变速淬火冷却方法，其特征在于：采用计算机控制的0—1800r/min的无级变速搅拌器对冷却油进行搅拌，具体包括以下步骤：
a、预冷搅拌：工件在淬火温度保温结束后，降落到油槽中，同时开启搅拌泵，控制搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为10秒，油温由设定的80℃较快升至95℃，此处所述工件为机床主轴；
b、高速搅拌：调整搅拌速度为1800r/min，搅拌时间为110秒，油温从95℃快速升至110℃；
c、较慢速度搅拌：调整搅拌速度为900r/min，搅拌时间为180秒，油温从110℃开始下降，缓慢下降到90℃；
d、慢速搅拌：调整搅拌速度为750r/min，搅拌300秒后淬火结束，此时油温从90℃缓慢降至起始设定温度80℃，工件起出油槽。
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