熱處理工藝、操作與變形關系

預處理

淬火前通過對工件進行消除應力、改善組織的預備熱處理，對減少淬火變形是非常有利的。預處理一般包括球化退火、消除應力退火，有些還采用調質或正火處理。

①消除應力退火：在機械加工過程中，工件表層在加工方法、背吃刀量、切削速度等的影響下，會產生一定的殘余應力，由于其分布的不均衡，導致了工件在淬火時產生了變形。為了消除這些應力的影響，淬火前將工件進行一次消除應力的退火是必要的。消除應力退火的溫度一般為500~700℃，在空氣介質中加熱時，為防止工件產生氧化脫碳可采用500~550℃進行退火，保溫時間一般為2~3h。工件裝爐時要注意可能因自重引起的變形，其他操作同一般退火操作。

②以改善組織為目的的預熱處理：這種預處理包括球化退火、調質及正火等。

球化退火：球化退火是碳素工具鋼及合金工具鋼在熱處理過程中必不可少的工序，球化退火后所獲得的組織對淬火變形趨勢影響很大。所以可以通過調整退火后的組織來減少某些工件有規律的淬火變形。

其他預處理：為減少淬火變形所采用的預處理方法有很多種，如調質處理、正火處理等。針對工件產生淬火變形的原因及工件所用材料，合理地選用正火、調質等預處理對減少淬火變形是有效的。但應對正火后引起的殘余應力及硬度提高對機加工的不利影響應給予注意，同時調質處理對含W、Mn等鋼可減少淬火時脹大，而對GCr15等鋼種的減少變形作用不大。

在實際生產中要注意分清淬火變形產生的原因，即要分清淬火變形是由殘余應力引起的還是由組織不佳引起的，只有這樣才能對癥處理。若是由殘余應力引起的淬火變形則應進行消除應力退火而不用類似調質等改變組織的預處理，反之亦然。只有這樣，才能達到減少淬火變形的目的，才能降低成本，保證質量。

以上各種預處理的具體操作同其他相應操作，此處不贅述。

淬火加熱操作

①淬火溫度：淬火溫度對工件的淬火變形影響很大。我們可通過調整淬火溫度來達到減少變形的目的，或將預留機械加工余量同淬火溫度來達到減少變形的目的，或將預留機械加工余量同淬火溫度經熱處理試驗后合理地選擇、使用，從而達到減少后序加工余量。淬火溫度對淬火變形的影響除與工件所用材料有關外，還與工件的尺寸、形狀等有關。當工件形狀和尺寸差異很大時，雖然工件使用材料一樣，但淬火變形趨勢卻大不相同，作者在實際生產中應注意這種情況。

②淬火保溫時間：保溫時間的選擇除了要保證工件透燒、淬火后達到要求的硬度或其他力學性能外，還要考慮它對淬火變形的影響。延升淬火保溫時間，實際上就相應地提高了淬火溫度。特別是對高碳高鉻鋼，這一影響尤顯突出。

③裝爐方法：工件在加熱時擺放形式不合理，則會產生因工件自重而引起的變形或因工件之間相互擠壓產生變形或因工件堆放過密造成加熱及冷卻不均而產生變形。

如某彈簧件，淬火時曾用垂直吊掛的方式在860±10℃的保護氣氛加熱爐中加熱保溫30min，保溫后從爐中取出并將工件垂直淬入冷卻油中，淬火后彈簧總長縮短了27mm，并且上下螺距因淬入淬火介質的時間差異而變形量也不一樣。后改用彈簧套在心軸上，并水平吊掛裝爐，其他操作過程同前，淬火后，其變形情況大為改觀，螺距均勻，總長度收縮較小。

特別是細長的工件除不能以密堆橫放的方式裝爐外，在鹽浴爐加熱時，還應考慮到因加熱介質翻滾使工件產生變形的可能。細長且重量較小的桿類工件裝爐時，一般是將鹽浴爐先升至稍高于淬火溫度，斷電后再將工件裝入鹽浴爐中，裝爐時要穩，并且采用不通電的方式加熱工件，從而達到減少工件的淬火變形的目的。

④加熱方式：工件的形狀復雜、厚薄懸殊較大時，特別是當其材料的含碳及合金元素較高時，其加熱過程一定要緩慢均勻，應充分利用預熱過程，一次預熱不行的，采用二次、三次預熱。對用預熱方式仍不能解決變形的較大工件，還可采用裝箱保護在箱式電阻爐中加熱，加熱時除限速升溫外，還可增加等溫過程，以便減少由于加熱速度過快而產生的淬火變形。

冷卻操作

淬火變形主要是來自冷卻過程。合理的淬火介質、熟練的操作技能，冷卻過程中的每一個環節都直接地影響著工件的淬火變形。

1、合理選擇淬火介質：在保證工件經淬火后硬度達到設計要求的情況下，工件淬火時應盡可能地選用較緩和的淬火介質。如利用加熱浴介質冷卻（利用熱浴介質冷卻時可趁熱對工件進行矯直）。盡可能用空冷淬火，以及用介于水、油冷速之間的淬火介質代替水油雙介質淬火等。

空冷淬火：空冷淬火對減少高速鋼、鉻型模具鋼及空冷微變形鋼的淬火變形是有效的。對