淬 (cuì)::淬火,淬礪,淬勉。
淬(cuì)火:把燒紅了的鑄件往水或油或其他液體里一浸立刻取出來,用以提高合金的硬度和強(qiáng)度。
具體是指對(duì)于金屬材料加工、金屬熱處理,把加熱到一定程度的熱工件蘸一下介質(zhì),以達(dá)到要求,因此又被過去的工匠形象的稱為蘸火,淬火工藝應(yīng)用很廣,讀法也隨之流傳開來。它與退火、正火、回火一起是整體熱處理中的四種基本工藝。
為什么要淬火
淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變,得到馬氏體或貝氏體組織,然后配合以不同溫度的回火,以大幅提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等,從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。
具體來說,將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時(shí)間,隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質(zhì)有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性,因而廣泛用于各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齒輪、軋輥、滲碳零件等)。
配合回火步驟,可以大幅度提高金屬的強(qiáng)度、韌性及疲勞強(qiáng)度,并可獲得這些性能之間的配合(綜合機(jī)械性能)從而滿足不同的使用要求。淬火還可使一些特殊性能的鋼獲得一定的物理化學(xué)性能,例如淬火使永磁鋼增強(qiáng)其鐵磁性、不銹鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用于鋼件,常用的鋼在加熱到臨界溫度以上時(shí),原有在室溫下的組織將全部或大部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。隨后將鋼浸入水或油中快速冷卻,奧氏體即轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。與鋼中其他組織相比,馬氏體硬度最 高。淬火時(shí)的快速冷卻會(huì)使工件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,當(dāng)其大到一定程度時(shí)工件便會(huì)發(fā)生扭曲變形甚至開裂。為此必須選擇合適的冷卻方法。
為滿足各種零件千差萬別的技術(shù)要求,發(fā)展了各種淬火工藝。如,按接受處理的部位,有整體、局部淬火和表面淬火;按加熱時(shí)相變是否完全,有完全淬火和不完全淬火(對(duì)于亞共析鋼,該法又稱亞臨界淬火);按冷卻時(shí)相變的內(nèi)容,有分級(jí)淬火,等溫淬火和欠速淬火等。
激光淬火原理
傳統(tǒng)的淬火工藝都很多種,并且離不開淬冷介質(zhì)。激光淬火作為一種表面處理技術(shù),是一種全新的淬火方式。
從原理上來講,激光淬火是利用高能激光束作為熱源,經(jīng)過激光發(fā)生器產(chǎn)生激光和外光路傳輸和聚焦,形成能量密度很高的光束,實(shí)現(xiàn)金屬基材表面的熱處理工藝。通過將材料表面加熱到相變點(diǎn)以上,隨著材料自身冷卻,奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,從而使材料表面硬化的淬火技術(shù)。
激光淬火優(yōu)勢
與常規(guī)火焰表面淬火、中高頻表面淬火等傳統(tǒng)的淬火方式相比,激光淬火具備很多優(yōu)勢。
1) 激光淬火,加熱與冷卻速度快,工藝周期短,不需要外部淬冷介質(zhì),高效清潔無污染;
2)瞬間局部加熱,工件變形小,工作環(huán)境潔凈,處理后不需要其他精加工,且被處理工件尺寸不受熱處理設(shè)備尺寸的限制;
3)硬度高,激光淬火硬度高于常規(guī)淬火硬度,比常規(guī)淬火工藝硬度高5-20%。同時(shí),硬化深度可控,可實(shí)現(xiàn)大面積激光熱處理。
4)熱影響區(qū)小,變形小,硬化層與基材結(jié)合處形成激光束對(duì)工件的熱影響區(qū),其范圍很小,約0.3-1.0 mm。
5)激光熱處理工作距離較大,即加工頭距離工件表面的距離為100-300 mm,工藝實(shí)施方便,可進(jìn)行局部淬火工藝實(shí)施,工藝實(shí)施靈活、可控性強(qiáng)。
6)激光淬火高效方便,可與機(jī)器人設(shè)備結(jié)合,減少人工成本。