1.碳素鋼和低合金鋼(45、T7、T8 等)
傳統(tǒng)的碳素鋼淬火加熱時(shí)間的計(jì)算公式:
T=K?αD(1)
式中,T 為加熱時(shí)間min;
K 為反映裝爐狀況的修正系數(shù),通常在1.0~1.3 范圍內(nèi)選??;
α 為加熱系數(shù),一般在0.7~0.8min /mm;D 為工件有效厚度。
在實(shí)際生產(chǎn)中,一般也根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和工件有效厚度(mm)來(lái)計(jì)算保溫時(shí)間。例如某45#鋼工件的有效厚度為60mm,在空氣爐中加熱淬火保溫時(shí)間大約是爐溫到溫后再保溫60min,即工件的每1mm有效厚度加熱1min,這是對(duì)于單件加熱。對(duì)于大批量生產(chǎn),一爐裝入很多工件,就只有根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)延長(zhǎng)保溫時(shí)間或通過(guò)窺視孔,觀(guān)察工件透燒后再保溫一定的時(shí)問(wèn)。經(jīng)驗(yàn)證明,如果按照369法則,對(duì)于碳素鋼,保溫時(shí)間僅需原傳統(tǒng)保溫時(shí)間的30 %即可。例如,對(duì)于采用箱式爐加熱660mm 直徑的45 鋼工件,其保溫時(shí)間公需60min×30 %=20min。
2.合金結(jié)構(gòu)鋼(40Cr、40MnB 、35CrMo)
因?yàn)楹辖鸾Y(jié)構(gòu)鋼中添加了一些合金元素,在加熱保溫過(guò)程中為使碳化物均勻化需要一定的時(shí)間。根據(jù)369 法則,合金結(jié)構(gòu)鋼加熱的保溫時(shí)問(wèn)可以是原來(lái)傳統(tǒng)保溫時(shí)間的60%。例如用傳統(tǒng)的公式計(jì)算的40Cr 的保溫時(shí)問(wèn)如果為100min,根據(jù)369 法則,新的保溫時(shí)問(wèn)為:100min×60 %=60min。
3.高合金工具鋼(9SiCr、CrWMn、Crl2MoV、W6 、W8 等)
對(duì)于這些合金元素含量較高的鋼種,合金碳化物較多,因此需要較長(zhǎng)的保溫時(shí)間,使其均勻化。369 法則的保溫時(shí)間是原來(lái)傳統(tǒng)保溫間的90 %。
4.特殊性能鋼(不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等)
這些鋼種的369 法則可按照合金工具鋼的公式計(jì)算。即以傳統(tǒng)公式計(jì)算的加熱保溫時(shí)間×90%作為保溫時(shí)問(wèn)。
5.預(yù)熱淬火
對(duì)于大型工件(有效直徑≥1m)調(diào)質(zhì)處理的預(yù)熱保溫時(shí)問(wèn)的369 法則為
即T1=3D(2)
T2 =6D(3)
T3=9D(4)
式中:T1 為第一次預(yù)熱時(shí)間/h ;
T2 為第二次預(yù)熱時(shí)問(wèn)/h ;
T3 為最終保溫時(shí)間/h ;
D 為工件有效厚度/m 。
對(duì)于直徑φ475~1030mm 的大型鍛件,淬火加熱時(shí)應(yīng)該有一次或二次預(yù)熱保溫,并且階梯加熱時(shí),最大溫差出現(xiàn)在400~560℃和800~850℃,在這兩個(gè)溫度范圍內(nèi)的保溫時(shí)間也適用預(yù)熱淬火的369法則。實(shí)際生產(chǎn)證明,對(duì)于空氣爐加熱的中小零件(有效尺寸≤500mm),預(yù)熱和加熱時(shí)的保溫時(shí)間也可按369 法則計(jì)算。
二、真空加熱保溫時(shí)的369 法則
傳統(tǒng)的真空爐加熱保溫時(shí)問(wèn)的計(jì)算公式如下所示
T1=30+(1.5~2)D(5)
T2=30+(1.0~1.5)D(6)
T3=20+(0.25~0.5)D(7)
式中:D 為工件有效厚度/m ;
T1 為第一次預(yù)熱時(shí)間/min ;
T2 為第二次預(yù)熱時(shí)間/min ;
T3 為最終保溫時(shí)間/min 。
保溫時(shí)間還與裝爐量的大小有關(guān),真空爐的加熱保溫時(shí)間與裝爐量、工件有效厚度等因素之關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式如下:
T 真1=T 真2=T 真3=O.4×G(kg)+D(mm)(8)
式中:G 為裝爐工件凈重量/kg ,其它符號(hào)意義與以前各式相同。該式是基于裝爐量在100~200kg 左右,工件有效尺寸在100mm 左右。
工件尺寸基本相同,擺放整齊,并留有一定空隙(擺放空隙<D)時(shí),按下式計(jì)算之:
G≤300kg :T 真1=T 真2=T 真3=30+D(9)
G=301—600kg :T 真1=T 真2 =T 真3=(30—60)+D(10)
G=601—900kg :T 真l=T 真2:T 真3=(60—90)+D(11)
G≥901kg :T 真1=T 真2=T 真3=90+D(12)
式中:G 為裝爐總重量,包括工件、料筐、料架及料盤(pán)的所有重量(kg);
D 為工件有效直徑/mm) 。
對(duì)于變形要求嚴(yán)格的工模具,因?yàn)檎婵諣t在低溫時(shí)傳熱速度較慢,第一次預(yù)熱保溫時(shí),若時(shí)間太短則工件表面和心部的溫差太大,可能會(huì)造成工件熱應(yīng)力變形。因此,第一次預(yù)熱時(shí)間應(yīng)取上限值,第二次預(yù)熱取中限值,最終熱處理取下限值。對(duì)于普通合金結(jié)構(gòu)鋼工件或變形要求不太嚴(yán)格的工件,第一次預(yù)熱的時(shí)間可以取下限值,而在最終加熱時(shí)取上限值。對(duì)于一次僅裝一件的大型工件,因?yàn)槠涫軣峋鶆?,傳熱較快,透燒較好,第一次和第二次預(yù)熱時(shí)可以取下限,最終加熱時(shí),則根據(jù)實(shí)際要求取中限或上限。這樣不但保證了工件熱處理后的質(zhì)量要求,也大大節(jié)約了加熱時(shí)間,降低了生產(chǎn)成本。
|