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正火炉在渗碳钢切削加工中的应用

编辑:临朐昱华热处理设备厂时间:2020-03-24

  钢的切削加工性能是指切削加工的难易程度,其衡量标准有切削加工效率(如刀具耐使用度V60,即连续切削60min的切削速度、钢件表面质量(在相同切削条件下的表面粗糙度)、切削的能量(在相同切削条件下切削力、功、热量)。

  当钢的成分相同或相近时,改良钢件切削加工性能的主要途径是减低钢材的强度、硬度,同时还要减低钢材的韧性和塑性,但在多数情况下,强度、硬度和韧性、塑性是此消彼长。为了增加塑、韧性很高的渗碳钢的切削性能,一般宁可适当增加硬度、强度而减低韧性和塑性。对于合金渗碳齿轮钢锻坯,用正火炉锻后因奥氏体晶粒比较大,碳浓度分布比较均匀,单件空冷冷速较大而易获得贝氏体(主要是由贝氏体铁素体与马氏体/奥氏体岛混合组成的粒状贝氏体,强度、韧性都比较高,使切削性能恶化。

  但在利用正火炉进行普通正火时,如使用标准中规定的正火加热温度,因温度不高,奥氏体晶粒较小,加之成堆冷却,冷速较小且不均匀(表层冷却快,心部冷却慢,虽可获得铁素体加珠光体(F+P组织,但硬度、强度往往过低,韧性、塑性过高,切削性能不好。如采用吹风等加快冷却,表层钢件又容易出现贝氏体而使切削性能恶化,不具备使每个锻件都获得强度、硬度较低,韧性、塑性也较低的F+P组织的条件。

  试验表明,当珠光体(P的力学性能一定时(在同一温度下形成,合金渗碳钢的切削力主要取决于钢的宏观硬度(F+P)的综合硬度,越显明受铁素体显微硬度的影响,铁素体的硬度越低,其切削力越小。正火炉中显微组织为F+P的正火渗碳钢件,铁素体(F是基体相,约占80%~90%,珠光体P则占20%~10%。

  钢中的先共析铁素体,每个晶粒的力学性能是一定的,但受晶粒大小和形貌的影响。晶粒大小对强度、塑性、韧性的影响可以看出,随着铁素体晶粒减小,钢的屈服强度显明增加,冲击韧性也随之小幅增进,伸长率却基本没有减低。因此,为了增加钢的切削性能,获得较粗铁素体晶粒是需要的。

正火炉

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