蘸火液與超聲波淬火應(yīng)用效果
發(fā)布時間： 2012-11-20 14:11:43
由于超聲波淬火是一種使淬火冷卻過程得到強(qiáng)化的淬火，因此，它主要應(yīng)用于必須加強(qiáng)冷卻的各種材質(zhì)零件的蘸火液淬火，即那些需要提高淬火層深度和淬硬性的零件的淬火。
1．低碳鋼超聲波劇冷淬火
碳素鋼的蘸火液淬火性能，包括淬硬性及淬透性，都跟其含碳量有關(guān)。由于低碳鋼含碳量較低，C形曲線又偏左，因而難以得到碳飽和濃度較大的儀固溶體，同時，要完成馬氏體相變的臨界冷卻速度也要求很大。所以，在常規(guī)的蘸火液淬火冷卻條件下，低碳鋼的淬硬性、淬透性都較差。
在蘸火液的淬火槽內(nèi)引入超聲波后，由于“空化”效應(yīng)的作用，使低碳鋼工件的蘸火液淬火冷卻加快，并可超過低碳鋼淬火所要求的臨界冷卻速庋，從而完成馬氏體相變。以Q235鋼、20鋼為例，對比它們在一般水淬中及有超聲波作用的水淬中得到的機(jī)械性能。
超聲波水淬低碳鋼，比淬火前其抗拉強(qiáng)度Rm提高了27%-48%，屈服極限ReL提高了44%-75%；與一般水淬效果相比，Rm提高了5%N-15%，ReL提高了7%-17%；超聲波與蘸火液淬火試樣比蘸火液淬火前硬度提高了2-4倍。最可貴的是，低碳鋼的塑韌性、屈強(qiáng)比ReL／Rm提高了，這將有利于價格，低廉和來源充足的低碳鋼得到更廣泛的應(yīng)用。
2．超聲波微畸變淬火
很多材料在水淬中易開裂，在油中淬火硬度又不夠，采用超聲波蘸火液淬火可以得到解決。由于超聲波的作用，蘸火液的冷卻特性可以在靜水和蘸火液之間得到調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同材料和尺寸的零件淬火。
例如，用45鋼10mm×10mm×55mm的棱形試件，在旋渦型流體動力發(fā)射器產(chǎn)生的超聲波作用下，水性淬火液中淬火所測得試件畸變量及形成裂紋的概率就比水淬小得多，淬硬硬度則接近于水淬。
表 45鋼試件在不同介質(zhì)中的淬火效果
| 冷卻介質(zhì) | 試件表面硬度(HRC) | 形成裂紋的概率(%) | 彎曲畸變量(mm) | ||
| 淬火前 | 淬火后 | ||||
| 水 | 53 | 25 | 0.02 | 0.46-0.75 | |
| 油 | 24 | 0 | 0.02 | 0.19-0.42 | |
| 油中漩渦流的各種壓力(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 | |
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