機(jī)械制造鋼用PAG淬火介質(zhì)

機(jī)械制造用鋼按照用途和熱處理特點(diǎn)可分為滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼，通常都是優(yōu)質(zhì)或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，一般須使用PAG淬火介質(zhì)經(jīng)熱處理，以發(fā)揮材料的力學(xué)性能潛力，主要用于制造各種機(jī)械零件。合金彈簧鋼1.1成分特點(diǎn)
　　①中、高碳：一般為0.5%-0.9%，但碳量不宜過高，否則使用PAG淬火介質(zhì)進(jìn)行熱處理的過程中材料易變脆，疲勞抗力也下降。
　　②主加元素：Si、Mn，主要作用是提高淬透性，同時(shí)也提高了屈強(qiáng)比。
　　③輔加合金：重要用途的彈簧鋼還必須加入Cr、V、W等元素，可克服Si、Mn鋼的不足（如易過熱，有石墨化傾向）。
　　1.2主要鋼種
　　65Mn和60Si2Mn：以Si、Mn為主要合金元素的彈簧鋼，價(jià)格便宜，PAG淬火介質(zhì)熱處理的淬透性明顯優(yōu)于碳素彈簧鋼。Si、Mn的復(fù)合合金化，性能比只用Mn的好得多，這類鋼主要用于汽車、拖拉機(jī)上的板簧和螺旋彈簧。
　　50CrVA：含Cr、V、W等元素的彈簧鋼。Cr、V復(fù)合合金化，不僅大大提高鋼的淬透性，而且還提高鋼的高溫強(qiáng)度、韌性和PAG淬火介質(zhì)熱處理工藝性能。這類鋼可制作在:350-400℃溫度下承受重載的較大彈簧。
　　1.3熱處理與組織性能
　　彈簧鋼按其成形方法分為冷成形（強(qiáng)化后成形）及熱成形（成形后強(qiáng)化）兩類。其相應(yīng)加工和PAG淬火介質(zhì)熱處理工藝為：
　　①冷成形彈簧：小型彈簧一般用冷拔彈簧鋼絲（片）卷成。在冷成形完成后必須進(jìn)行一次消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸并提高彈性極限的定型處理，處理溫度為250-300℃，保溫1-2h。
　　②熱成形彈簧：對(duì)于中大型彈簧，應(yīng)加熱至奧氏體區(qū)進(jìn)行熱卷成形，然后用PAG淬火介質(zhì)淬火和中溫450 - 550℃回火，獲得回火屈氏體組織，保證了高的彈性極限和足夠韌性。
　　為了提高彈簧的疲勞壽命，目前還廣泛采用噴丸強(qiáng)化處理。由于加熱過程易造成表面氧化和脫碳等缺陷，故一般還要補(bǔ)充進(jìn)行一道表面噴丸處理，這樣可大大提高其疲勞強(qiáng)度和壽命。如汽車板簧用60S12Mn鋼熱成形后，經(jīng)噴丸處理可使其壽命提高3-5倍。
　　1.4合金彈簧鋼的用途
　　主要用于制造各種彈簧和彈性元件如汽車板彈簧、儀表彈簧、汽閥彈簧等。滾動(dòng)軸承鋼2.1成分特點(diǎn)
　　①高碳：一般為0. 95%-1.10%，以保證其高硬度、高耐磨性和高強(qiáng)度。
　　②主加元素：Cr為基本合金元素，適宜的鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.40%-1.65%。鉻提高淬透性，還形成合金滲碳體(Fe，Cr)。C，呈細(xì)密、均勻分布，提高鋼的耐磨性，特別是疲勞強(qiáng)度。
　　③輔加元素：Si、Mn進(jìn)一步提高淬透性，便于制造大型軸承。V部分溶于奧氏體中，部分形成碳化物VC，提高鋼的耐磨性并防止過熱。
　　④高的冶金質(zhì)量：軸承鋼高的接觸疲勞性能要求對(duì)材料微小缺陷十分敏感，故材料中的非金屬夾雜應(yīng)盡量避免，即應(yīng)大大提高其冶金質(zhì)量，嚴(yán)格控制其S、P含量(S<0.02%，P<0.02%)。因此，軸承鋼一般采用電爐冶煉和真空去氣處理。
　　2.2主要鋼種
　　軸承鋼牌號(hào)、熱處理、性能及用途是不同的。其中最常用的是GCr15，使用量占軸承鋼的絕大部分。
　　2.3熱處理與組織性能
　　軸承鋼的PAG淬火介質(zhì)熱處理主要為球化退火、淬火和低溫回火。
　　以常用的GCr15鋼為例，其加工工藝過程為：鍛造一正火十球化退火一機(jī)械粗加工一淬火十冷處理一低溫回火一磨削一去應(yīng)力回火。
　　軸承鋼鍛造組織為索氏體十少量粒狀二次滲碳體，硬度255-340HBS。正火的目的是細(xì)化組織并消除鍛造缺陷，球化退火目的是降低硬度(≤210HBS)便于切削加工，同時(shí)為最終PAG淬火介質(zhì)熱處理做好組織準(zhǔn)備（球狀珠光體）。GCr15鋼用PAG淬火液的淬火溫度嚴(yán)格控制在820-840℃范圍內(nèi)，油淬獲得隱晶馬氏體后立即于- 60—-80℃低溫冷處理后再低溫回火。回火的目的主要是消除內(nèi)應(yīng)力，提高韌性，穩(wěn)定組織和尺寸。回火溫度為150-160℃，時(shí)間為2-3h，此時(shí)其顯微組織為回火馬氏體十細(xì)小彌散碳化物。磨削后的時(shí)效在120-150℃進(jìn)行2-3h，目的是進(jìn)一步穩(wěn)定尺寸并消除磨削應(yīng)力。
　　2.4滾動(dòng)軸承鋼用途
　　主要用于制造滾動(dòng)軸承的內(nèi)套、外套、滾動(dòng)體。從化學(xué)成分看，滾動(dòng)軸承鋼屬于工具鋼范疇，歷以這類鋼也經(jīng)常用于制造各種精密量具、冷沖模具、絲杠、冷軋輥和高精度的軸類等耐磨零件。本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實(shí)踐》一書。