[发明专利]一种分成多段排放气泡的浸油淬火冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属热处理中工件浸油冷却技术领域，特别是涉及一种分成多段排放气泡的浸油淬火冷却方法。

背景技术

目前，在生产过程中，为减小加热和淬火冷却过程中工件的弯曲变形，长轴类工件大多用垂直悬挂的方式加热和淬火冷却。这里所说的淬火，既包括以获得一定深度的马氏体组织为目的的淬火，也包括大直径工件浸油冷却来获得细珠光体组织的冷却过程。当前，行业内普遍认为：同一工件上有效厚度相同的部分，在淬火冷却过程中通常能够获得相同的淬火冷却效果；轴类工件各部分有效厚度相同，冷却效果自然也就相同。有关的书刊资料上都没有与此相反的认识和报道。因此，在生产应用中，对于以垂直方式浸液淬火的长轴类工件，通常只在指定部位检查其淬火硬度，而不沿轴向检查整个工件淬火硬度的均匀性。然而，实际检测会发现，用现有淬火方法冷却得到的长轴类工件，轴向淬火硬度并不均匀；指定的局部硬度并不能真实反映整个工件的淬火硬度均匀性。将这样淬火硬度不均匀的工件投入使用后，造成工件机械性能降低，使用寿命缩短，甚至可能导致零件在服役期出现意外事故。

目前，为了保证工件达到要求的淬火质量，有一些手段可以改善工件冷却均匀性和提高工件淬火硬度，比如搅拌。一般而言，改善工件的冷却均匀性，就会同时提高工件淬火的硬度均匀性，但由于工件形状复杂程度不一、材料淬透性高低不同，因而冷却的均匀不一定能保证淬火硬度的均匀。通常认为，对淬火油做良好的搅拌能促使油温均匀，从而改善工件的冷却均匀性，可提高淬火的硬度均匀性；同时，搅拌也加强了工件与淬火油的热交换能力，可提高工件的淬火硬度。但是，一方面，鉴于介质搅拌的特点和搅拌问题的复杂性，要使同炉淬火的不同工件，或者同一工件的不同部位同时处于温度均匀的淬火油中而获得相同的冷却效果不大可能；另一方面，由于受工件形状和位置的影响，淬火油温度的均匀不意味着工件淬火硬度的均匀性，其结果就是，即使同炉淬火工件也常出现部分工件发生淬火变形或者硬度不合格的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种能提高轴类工件淬火硬度和硬度均匀性的分成多段排放气泡的浸油淬火冷却方法，用于工件以垂直方式浸油淬火冷却工序中，所述工件为轴类工件或具有轴形区段的工件；该方法是在淬火冷却工序之前的切削加工中，在所述工件所要求的尺寸之外预留出若干个沿轴向分布的分隔环，以将所述工件沿轴向分隔成多个区段；然后将带有分隔环的轴类工件或轴形区段进行加热、冷却，完成淬火冷却。

所述分隔环与工件为一整体加工件。

所述分隔环分布在工件轴向的表面。

所述分隔环的纵向截面为矩形、坡形、台阶形或三角形，顶面可以是平面、圆面或尖顶。

所述分隔环与工件外表面结合部分在工件轴向上的长度，即基底厚度，为1-20mm。

所述分隔环外沿距工件外表面的径向长度，即高度，为1-10mm。

所述分隔环的间距为10mm-200mm；不同分隔环之间的间距可以相等，也可以不相等。

本发明还提供了一种工件的加工方法，包括上述浸油淬火冷却方法，还包括在淬火冷却完成后，将分隔环去除而得到所要求尺寸工件的过程；去除分隔环时在切削部位优选进行降温处理。

还包括工件的回火工序，去除分隔环在回火工序之前或之后。

本发明还提供了一种用上述加工方法得到的工件，所述工件为轴类工件或具有轴形区段的工件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.改善工件的内在质量：可有效提高工件，尤其是长轴类工件的淬火硬度及淬火硬度的均匀性,减小工件淬火畸变，并且提高轴件的疲劳寿命。

2.节省合金元素资源：由于本发明的淬火冷却方法可提高工件的淬火硬度，因此可用较低淬透性的钢替换较高淬透性的钢，从而节省合金元素资源。

3.降低生产成本：对于某些类工件，采用本发明淬火冷却方法后，可以用普通油淬火而获得现今使用快速淬火油才能得到的淬火冷却效果，降低生产成本。

4.提高生产效率：本发明的淬火冷却方法可以缩短工件的淬火冷却时间，尤其是用于大直径长轴类工件时，效果更明显。

5.与现有技术相比之下，本发明的方法具有原理简单、效果显著而又稳定，均匀性极好等优点；因此，如果在继续使用原有工艺方法的同时，补加上本发明的方法，也就是在淬火加热之前，在工件的适当部位加工出分隔环，然后再进行淬火，就很有可能大大减少甚至消除淬火不合格品。

附图说明