零件名稱：在線亞洲日產一區二區:不銹鋼軸套，見圖8-1.
材質：3Cr13不銹鋼(gang)
熱(re)處理要求：
a. 調(diao)質硬度：241~285HB.
b. 中120mm外(wai)圓部位，在圖(tu)示長度內表面淬火硬(ying)度，50、56HRC;深度，1~1.5mm.
1. 零件(jian)常見的(de)失(shi)效形式及應(ying)具備的(de)性能
零(ling)件外圓表(biao)面(mian)與密(mi)封材料產生(sheng)摩擦，因磨損使間隙增(zeng)大，發生(sheng)介(jie)質泄漏(lou)。
要求零件(jian)基體(ti)具有(you)(you)(you)一定(ding)的(de)強度，表面具有(you)(you)(you)較高的(de)硬度和(he)耐磨損(sun)性能。零件(jian)又長期(qi)在有(you)(you)(you)一定(ding)腐(fu)蝕(shi)性的(de)高溫水(shui)介(jie)質中(zhong)運轉，需要一定(ding)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性。
2. 材料選(xuan)用原則及熱處理方(fang)法選(xuan)擇
軸(zhou)套材料選(xuan)用(yong)(yong)3Cr13馬氏體不銹鋼(gang)鍛件(jian)。3Cr13具有一定的耐腐蝕性，可(ke)滿足(zu)抗高(gao)溫水介質(zhi)腐蝕的條(tiao)件(jian)。可(ke)用(yong)(yong)調質(zhi)熱(re)處理提高(gao)零(ling)件(jian)的整體強度(du)，滿足(zu)241~285HB的硬(ying)度(du)要求，可(ke)以通過高(gao)頻感應加熱(re)淬火(huo)方法，使軸(zhou)套工件(jian)表面硬(ying)度(du)提高(gao)到50~56HRC.從(cong)而滿足(zu)零(ling)件(jian)的設計和使用(yong)(yong)要求。
3. 零件主要加(jia)工工序(xu)
鍛造－退火(huo)（A)-機(ji)加工(gong)(gong)－調(diao)質（B)-機(ji)加工(gong)(gong)－高頻表面(mian)淬火(huo)（C)-磨外圓(yuan)－修整－檢查。
4. 熱處(chu)理工藝(yi)分(fen)析及注意問題
a. 退火
3Cr13屬于接近共析成(cheng)分的(de)(de)馬氏體不(bu)銹鋼。在(zai)(zai)鍛造及(ji)鍛后冷卻過程中，可(ke)能存在(zai)(zai)較大的(de)(de)殘留應(ying)力和組織的(de)(de)不(bu)均勻性(xing)，硬度偏高(gao)，不(bu)便加(jia)工，因此，應(ying)采用完全退火處(chu)理(li)，以(yi)達到消除應(ying)辦、改善組織、降低硬度的(de)(de)作用。退火工藝見圖8-2。
完全退火加熱(re)溫(wen)度可選870~890℃,充分(fen)保溫(wen)后爐冷(leng)或(huo)以不大于50℃/h的(de)速度冷(leng)卻至550℃以下出爐。
3Cr13鋼合金元素(su)較(jiao)多(duo)，應(ying)控(kong)制(zhi)入爐溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)和(he)升溫(wen)(wen)(wen)速度(du)(du)(du)，以保證(zheng)(zheng)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)加(jia)熱均勻和(he)防(fang)止產生加(jia)熱裂紋(wen)。冷卻時一(yi)定要控(kong)制(zhi)冷卻選(xuan)度(du)(du)(du)，保證(zheng)(zheng)能獲得平衡穩定組織和(he)有(you)效地降(jiang)低(di)硬度(du)(du)(du)。工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)降(jiang)溫(wen)(wen)(wen)至550℃以下(xia)可出(chu)爐空冷。應(ying)注意，當工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)裝爐量較(jiao)大時，在(zai)冷卻過程中，設(she)備(bei)儀表(biao)指示的溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)雖然顯示550℃,但中間工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)的實際溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)有(you)可能高(gao)于(yu)儀表(biao)指示的溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)，必(bi)須保證(zheng)(zheng)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)低(di)于(yu)550℃時出(chu)爐，否則(ze)，工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)硬度(du)(du)(du)會增高(gao)。
3Cr13鍛件經完全退(tui)火(huo)處理后，金(jin)相組織(zhi)應為珠光體或少量碳化物。退(tui)火(huo)后的硬度一(yi)般不(bu)大于220HB。
b. 調質(zhi)
與其(qi)他鋼(gang)(gang)調(diao)質一(yi)樣，3Cr13 鋼(gang)(gang)調(diao)質是淬火后(hou)進行高(gao)溫(wen)回火。具體工藝見圖8-3。
3Cr13的淬(cui)(cui)火加(jia)熱(re)(re)溫度(du)應(ying)偏高一些，以(yi)保證鉻的碳化(hua)物充分(fen)溶解，選擇在1020~1040℃加(jia)熱(re)(re)。該零件在調質(zhi)時已經粗加(jia)工，壁厚約(yue)23mm,又屬細長套類件，且是(shi)整(zheng)批裝入爐內同時加(jia)熱(re)(re)處(chu)理，所(suo)以(yi)，保溫時間取(qu)加(jia)熱(re)(re)系(xi)數(shu)為1min/mm;有效(xiao)(xiao)熱(re)(re)處(chu)理直徑取(qu)23×1.5=34.5mm;裝爐系(xi)數(shu)取(qu)2,故總保溫時間t=1×34.5×2=69(min),實際工藝給定(ding)范圍(wei)為70~80min.軸套主要(yao)應(ying)保證基體(ti)強度(du)，對(dui)沖(chong)擊韌(ren)性無太高的要(yao)求(qiu)，且有效(xiao)(xiao)尺(chi)寸不大，所(suo)以(yi)，淬(cui)(cui)火冷卻采用(yong)空氣冷卻即(ji)可滿(man)足需要(yao)。當然(ran)，空氣冷卻時，應(ying)放干(gan)燥處(chu)散(san)放冷卻。淬(cui)(cui)火組織應(ying)為馬氏體(ti)和少量碳化(hua)物，硬度(du)應(ying)不小于380HB.
3Cr13鋼的(de)回火(huo)(huo)脆性不太明(ming)顯，且(qie)該(gai)零件對(dui)沖擊韌性無明(ming)顯要求(qiu)，回火(huo)(huo)采用空氣冷(leng)卻(que)。回火(huo)(huo)后的(de)組織應為回火(huo)(huo)索(suo)氏體，硬度在241~285HB之間(jian)。
c. 高頻(pin)表面淬火
3Cr13高頻表(biao)面感應加熱淬火(huo)后可獲得較高的(de)硬度，軸套表(biao)面淬火(huo)長度約144mm,應采用連續加熱淬火(huo)方(fang)式(shi)。即工件和感應器之間(jian)進行相對移動，邊加熱邊冷卻淬火(huo)。
感應(ying)(ying)器(qi)的選(xuan)擇：選(xuan)用單匝(za)連續加熱淬(cui)火(huo)感應(ying)(ying)器(qi)，感應(ying)(ying)器(qi)內孔直徑為(wei)124mm,與工件淬(cui)火(huo)表面間隙為(wei)2mm,感應(ying)(ying)器(qi)高(gao)度為(wei)8mm.
加熱溫度(du)：1080~1100℃.
工件淬火(huo)長(chang)度(du)總加熱時(shi)間：30s(工件相對(dui)感應器移動速度(du)約4.8mm/s).
工件旋轉速度：40~50r/min.
淬火(huo)冷卻：噴水冷卻。
回火：200~240℃,保(bao)溫1~1.5h.
3Cr13不銹鋼高頻淬火加熱溫度應(ying)偏高一些(xie)，這(zhe)是(shi)為了(le)保證鉻的碳化物充(chong)分溶解(jie)。
感應(ying)器(qi)的(de)選擇很重要，根據軸套的(de)淬火(huo)部位和3Cr13不銹鋼(gang)加(jia)熱(re)(re)組織的(de)轉變特點，感應(ying)器(qi)內面與淬火(huo)表面的(de)間隙保持在2-2.5mm是(shi)比較(jiao)合適的(de)。間隙太小(xiao)，容易引(yin)起表面過熱(re)(re)；間隙太大(da)，不但降(jiang)低加(jia)熱(re)(re)效率，還保證不了如此高的(de)加(jia)熱(re)(re)溫度。
3Cr13不(bu)銹鋼盡管(guan)在用(yong)爐整體加(jia)熱淬(cui)火(huo)(huo)時，可根據具體情況采用(yong)空(kong)氣冷(leng)(leng)卻或(huo)油(you)冷(leng)(leng)卻，而不(bu)能用(yong)水冷(leng)(leng)卻，但在高頻(pin)感(gan)應(ying)加(jia)熱表(biao)面淬(cui)火(huo)(huo)時，卻可采用(yong)水冷(leng)(leng)卻，這是因為高頻(pin)感(gan)應(ying)加(jia)熱表(biao)面淬(cui)火(huo)(huo)時，工(gong)(gong)件表(biao)面產生的是壓應(ying)力(li)，而最大拉應(ying)力(li)存(cun)在于超過淬(cui)火(huo)(huo)層深度的工(gong)(gong)件內(nei)部，并且，這個部位(wei)是調(diao)質(zhi)組(zu)織，基體具有較高的強(qiang)度。
3Cr13馬氏體不(bu)銹鋼套類(lei)零件(jian)進行高頻表(biao)面(mian)(mian)淬火時，應注意對套內(nei)孔表(biao)面(mian)(mian)保(bao)留稍大的加工(gong)(gong)(gong)余量，即(ji)保(bao)持套類(lei)有一定的壁(bi)(bi)厚，一般淬火部(bu)位(wei)壁(bi)(bi)厚不(bu)小于8mm,如果壁(bi)(bi)厚太薄，在(zai)感應加熱(re)時，特別是感應器與工(gong)(gong)(gong)件(jian)間隙(xi)大，加熱(re)速度(du)(du)較慢時，有可能使套內(nei)表(biao)面(mian)(mian)加熱(re)到較高溫度(du)(du)，在(zai)冷卻后，內(nei)表(biao)面(mian)(mian)硬度(du)(du)會很高，難以進行內(nei)孔的機械加工(gong)(gong)(gong)，還會使變(bian)形加大。
軸(zhou)套(tao)經(jing)高頻表(biao)面淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后，可用(yong)表(biao)面洛氏(shi)硬度(du)(du)計檢查(cha)(cha)(cha)硬度(du)(du)。如果還(huan)要(yao)檢查(cha)(cha)(cha)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)深度(du)(du)或金相組(zu)織，則(ze)應事先準備一(yi)件材料及主要(yao)尺寸與(yu)軸(zhou)套(tao)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)部(bu)位相同(tong)的(de)仿形件，再采用(yong)與(yu)軸(zhou)套(tao)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)相同(tong)的(de)工藝加熱淬(cui)(cui)火(huo)(huo)，然后，檢查(cha)(cha)(cha)仿形件的(de)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)深度(du)(du)和金相組(zu)織，以這個檢查(cha)(cha)(cha)結果代表(biao)該批軸(zhou)套(tao)的(de)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)結果。
