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(zhi)：3Cr13不銹鋼(gang)
熱處理要(yao)求：
a. 調質硬度：241~285HB.
b. 中120mm外(wai)圓(yuan)部位，在圖示長度(du)內(nei)表面淬火硬度(du)，50、56HRC;深度(du)，1~1.5mm.
1. 零件常見(jian)的(de)失(shi)效(xiao)形式及應具備的(de)性能
零件外(wai)圓(yuan)表面與密(mi)封(feng)材料產生摩擦，因磨損使間(jian)隙增(zeng)大(da)，發生介質泄漏(lou)。
要(yao)求零件基體具(ju)有一(yi)定的強度，表面具(ju)有較高的硬度和耐磨損性能。零件又長期在(zai)有一(yi)定腐蝕性的高溫水介(jie)質中運(yun)轉，需(xu)要(yao)一(yi)定的耐腐蝕性。
2. 材(cai)料選用原(yuan)則及(ji)熱處理方法選擇
軸套材料(liao)選用(yong)3Cr13馬氏體不銹(xiu)鋼鍛件。3Cr13具(ju)有一定的耐腐蝕性，可(ke)(ke)滿(man)(man)足抗高溫水介質腐蝕的條件。可(ke)(ke)用(yong)調質熱(re)處理提(ti)高零件的整體強度，滿(man)(man)足241~285HB的硬(ying)(ying)度要求(qiu)，可(ke)(ke)以通過高頻感應(ying)加熱(re)淬(cui)火方(fang)法，使軸套工件表面硬(ying)(ying)度提(ti)高到50~56HRC.從而滿(man)(man)足零件的設(she)計和使用(yong)要求(qiu)。
3. 零件(jian)主要加工工序
鍛造－退火（A)-機加(jia)工－調質（B)-機加(jia)工－高(gao)頻表(biao)面(mian)淬(cui)火（C)-磨外(wai)圓－修整－檢(jian)查。
4. 熱處理工藝分析及(ji)注意問題
a. 退火
3Cr13屬于接近共析成(cheng)分的(de)馬(ma)氏體不銹鋼。在鍛(duan)造及鍛(duan)后(hou)冷卻過程中(zhong)，可能存在較大的(de)殘留應(ying)力和(he)組織的(de)不均勻性，硬度(du)偏高，不便(bian)加工，因(yin)此，應(ying)采(cai)用(yong)完全退(tui)火處理，以達到消除應(ying)辦(ban)、改善(shan)組織、降(jiang)低硬度(du)的(de)作用(yong)。退(tui)火工藝見圖8-2。
完全退火加熱(re)溫度可選870~890℃,充分保溫后爐(lu)(lu)冷(leng)或以不大于50℃/h的速(su)度冷(leng)卻(que)至550℃以下出爐(lu)(lu)。
3Cr13鋼合金元素較多，應控(kong)制入爐(lu)溫(wen)度(du)和升溫(wen)速(su)度(du)，以(yi)(yi)保(bao)證(zheng)工(gong)件(jian)(jian)加(jia)熱均勻(yun)和防止產生加(jia)熱裂紋。冷(leng)卻(que)時(shi)一定要控(kong)制冷(leng)卻(que)選(xuan)度(du)，保(bao)證(zheng)能(neng)獲(huo)得平衡穩定組織和有(you)效(xiao)地(di)降低硬(ying)度(du)。工(gong)件(jian)(jian)降溫(wen)至550℃以(yi)(yi)下可(ke)出爐(lu)空冷(leng)。應注意，當工(gong)件(jian)(jian)裝爐(lu)量(liang)較大時(shi)，在冷(leng)卻(que)過程中(zhong)，設備儀(yi)表指(zhi)示(shi)的(de)溫(wen)度(du)雖然顯示(shi)550℃,但中(zhong)間工(gong)件(jian)(jian)的(de)實際溫(wen)度(du)有(you)可(ke)能(neng)高于儀(yi)表指(zhi)示(shi)的(de)溫(wen)度(du)，必須保(bao)證(zheng)工(gong)件(jian)(jian)溫(wen)度(du)低于550℃時(shi)出爐(lu)，否(fou)則，工(gong)件(jian)(jian)硬(ying)度(du)會增(zeng)高。
3Cr13鍛件經(jing)完全退火處理后(hou)，金相組織應為(wei)珠光體(ti)或少量碳化物。退火后(hou)的(de)硬度一般不(bu)大于220HB。
b. 調質
與(yu)其他鋼調(diao)質(zhi)一樣，3Cr13 鋼調(diao)質(zhi)是淬火后進行高溫回火。具(ju)體工藝見圖8-3。
3Cr13的(de)淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)溫度應(ying)偏高一些，以保(bao)證鉻的(de)碳(tan)化(hua)物充分(fen)溶解，選擇在(zai)1020~1040℃加(jia)(jia)熱(re)。該零件(jian)在(zai)調質時(shi)(shi)已(yi)經粗加(jia)(jia)工，壁厚(hou)約23mm,又(you)屬細長(chang)套類件(jian)，且是整批裝入(ru)爐(lu)內(nei)同時(shi)(shi)加(jia)(jia)熱(re)處(chu)理，所以，保(bao)溫時(shi)(shi)間取加(jia)(jia)熱(re)系數(shu)(shu)為(wei)1min/mm;有效熱(re)處(chu)理直徑取23×1.5=34.5mm;裝爐(lu)系數(shu)(shu)取2,故(gu)總(zong)保(bao)溫時(shi)(shi)間t=1×34.5×2=69(min),實(shi)際工藝給定范圍(wei)為(wei)70~80min.軸套主要應(ying)保(bao)證基體(ti)(ti)強度，對沖擊韌(ren)性(xing)無太高的(de)要求，且有效尺(chi)寸(cun)不(bu)大(da)，所以，淬(cui)火(huo)冷(leng)卻(que)采用(yong)空(kong)氣(qi)(qi)冷(leng)卻(que)即(ji)可滿足需要。當然，空(kong)氣(qi)(qi)冷(leng)卻(que)時(shi)(shi)，應(ying)放干燥處(chu)散放冷(leng)卻(que)。淬(cui)火(huo)組織應(ying)為(wei)馬氏體(ti)(ti)和少量碳(tan)化(hua)物，硬度應(ying)不(bu)小于380HB.
3Cr13鋼的(de)回火脆性不太明(ming)顯，且該(gai)零件對沖(chong)擊韌性無明(ming)顯要求，回火采用空氣冷卻。回火后(hou)的(de)組織應為回火索氏體，硬(ying)度(du)在241~285HB之間(jian)。
c. 高(gao)頻表面淬火
3Cr13高(gao)頻表面(mian)感應加(jia)熱(re)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)后可獲(huo)得(de)較高(gao)的硬度，軸套表面(mian)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)長(chang)度約144mm,應采用連續(xu)加(jia)熱(re)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)方式。即工件和感應器之間進行(xing)相對移動(dong)，邊加(jia)熱(re)邊冷卻淬(cui)(cui)(cui)火(huo)。
感應(ying)器(qi)的選(xuan)擇：選(xuan)用單匝連續加熱淬火感應(ying)器(qi)，感應(ying)器(qi)內孔直徑(jing)為(wei)124mm,與工件淬火表面間隙為(wei)2mm,感應(ying)器(qi)高度為(wei)8mm.
加熱溫度：1080~1100℃.
工件(jian)淬(cui)火長度總加熱(re)時(shi)間：30s(工件(jian)相對感(gan)應器移動速度約4.8mm/s).
工件旋轉速度(du)：40~50r/min.
淬火冷卻：噴水(shui)冷卻。
回(hui)火：200~240℃,保溫1~1.5h.
3Cr13不銹鋼高(gao)頻淬火加熱溫度應偏高(gao)一些，這是為了保證鉻的碳化物充分(fen)溶解。
感應器的(de)(de)選擇很(hen)重(zhong)要，根(gen)據軸套的(de)(de)淬火(huo)部位和3Cr13不銹鋼加熱(re)組(zu)織的(de)(de)轉變特點，感應器內面與淬火(huo)表面的(de)(de)間隙保(bao)持在2-2.5mm是比較合適(shi)的(de)(de)。間隙太(tai)(tai)小，容(rong)易引(yin)起表面過熱(re)；間隙太(tai)(tai)大，不但(dan)降低加熱(re)效率，還保(bao)證不了如此高的(de)(de)加熱(re)溫(wen)度。
3Cr13不銹鋼盡(jin)管在用(yong)(yong)爐整體(ti)加(jia)熱(re)(re)淬火(huo)(huo)時，可根據具體(ti)情況采(cai)用(yong)(yong)空氣冷(leng)卻(que)或油冷(leng)卻(que)，而不能(neng)用(yong)(yong)水冷(leng)卻(que)，但(dan)在高頻(pin)感應加(jia)熱(re)(re)表(biao)面(mian)淬火(huo)(huo)時，卻(que)可采(cai)用(yong)(yong)水冷(leng)卻(que)，這是(shi)因(yin)為(wei)高頻(pin)感應加(jia)熱(re)(re)表(biao)面(mian)淬火(huo)(huo)時，工件表(biao)面(mian)產(chan)生的(de)是(shi)壓(ya)應力(li)，而最大拉(la)應力(li)存在于(yu)超過淬火(huo)(huo)層深(shen)度的(de)工件內部，并且(qie)，這個部位(wei)是(shi)調質組織(zhi)，基體(ti)具有較高的(de)強度。
3Cr13馬(ma)氏體不(bu)銹鋼套(tao)類零件進(jin)行高(gao)頻表(biao)(biao)(biao)面淬(cui)火(huo)時(shi)，應(ying)注(zhu)意對套(tao)內(nei)孔(kong)表(biao)(biao)(biao)面保留(liu)稍大(da)的(de)加工余(yu)量，即保持套(tao)類有一定的(de)壁(bi)厚，一般淬(cui)火(huo)部位壁(bi)厚不(bu)小于8mm,如果壁(bi)厚太薄，在感(gan)應(ying)加熱(re)時(shi)，特別是感(gan)應(ying)器與工件間隙大(da)，加熱(re)速度較慢時(shi)，有可能(neng)使(shi)套(tao)內(nei)表(biao)(biao)(biao)面加熱(re)到較高(gao)溫度，在冷卻(que)后，內(nei)表(biao)(biao)(biao)面硬度會很高(gao)，難以進(jin)行內(nei)孔(kong)的(de)機械加工，還會使(shi)變(bian)形(xing)加大(da)。
軸套經高頻表面(mian)淬(cui)火(huo)后，可用(yong)表面(mian)洛氏硬(ying)度(du)計檢查(cha)(cha)硬(ying)度(du)。如果還要檢查(cha)(cha)淬(cui)火(huo)深度(du)或金(jin)相(xiang)組織，則應事先準備一件材料及主要尺寸(cun)與軸套淬(cui)火(huo)部位相(xiang)同的仿形(xing)件，再采用(yong)與軸套淬(cui)火(huo)相(xiang)同的工藝加熱淬(cui)火(huo)，然后，檢查(cha)(cha)仿形(xing)件的淬(cui)火(huo)深度(du)和金(jin)相(xiang)組織，以這個檢查(cha)(cha)結果代(dai)表該(gai)批軸套的淬(cui)火(huo)結果。
