1、熱處理是為了提高螺栓的綜合力學性能，以滿足產品規定的抗拉強度 和屈強比。含碳量越高，鋼的強度越高，塑性越低。鎰能減少硫對鋼的有害性。緊固件熱處理與網帶爐操作緊固件在機械構件中起到聯接、定位以及密封等作用，其中高強度螺 栓用量最大，材料的選用是保證質量的基礎。 熱處理技術對高強度螺 栓，尤其是它的內在質量至關重要。高強度螺栓共有四個性能等級，即 8.8、9.8、10.9和12.9級，而日 本汽車企業標準則有（7T、8T、9T、10T、11T）等級別，這些級別則 要進行熱處理。熱處理是為了提高螺栓的綜合力學性能， 以滿足產品 規定的抗拉強度和屈強比。緊固件熱處理與網帶爐操作1、高強度螺栓用鋼 高強

2、度螺栓用鋼材化學成分要求如下：碳是影響鋼材塑性變形的最主要元素。含碳量越高，鋼的強度越高，塑性越 低。含碳量越高，淬火加熱溫度越低，淬硬性提高，開裂和變形的傾向增大。鎰能減少硫對鋼的有害性。作為鋼中常存元素，鎰的提高可使鋼的抗拉強度和屈服強度提高，淬透性增加。合金鋼中CrMo和CrMoVffi類鋼更能滿足在復雜條件下使 用的高強度緊固件。35CrMo 40Cr、42CrMo鋼是在優質碳素結構鋼中加入少量（不超過 5%合金元素而制成。鋼的淬火性能基本上是由含碳量決定的，合金 元素的強化作用可增加鋼的淬透性，故這些鋼適用于A10T、10.9、11T級高強度緊固件。2、熱處理工藝制定原則高強度螺栓調

3、質要獲得良好綜合機械性能的 回火索氏體、回火托氏體組織，其前提是整體淬火時要保證心部得到 馬氏體組織。這與淬透性有著密切的關系。淬透性是指鋼經奧氏體化以后接受淬火的能力（或淬火時淬硬層深入鋼件內部的能力）。同一牌號不同煉鋼爐次的試樣，其化學成分是允 許在一定范圍內波動的，尤其是 SWRC35K鋼會因為各鋼廠在冶煉技 術，標準及效益有所區別而不同。因止匕，在熱處理時要有所區別。對于高強度螺栓整個截面均勻承受載荷，至少應要求心部有90刈上馬氏體，但對心部淬硬的螺栓來說,其尺寸落在“淬裂危險尺 寸”范圍內時，由于組織應力和熱應力的 綜合作用，而產生的最大拉應力將處于零件表面附近，從而容易引起淬裂，這

4、個淬裂危險尺寸與所用淬火劑有關，水淬時是08-010mm左右，油淬時是（|）20-（|）39mmfc右。淬火加熱溫度，主要根據鋼的化學成分，結合具體工藝因素進行確定 的。鋼的化學成分是確定淬火溫度的主要因素， 根據選擇淬火介質的 不同，采用的淬火加熱溫度不同。亞共析鋼為 Ac 3 30?50C, 35 鋼 Ac 3 =803C > ML3璉岡 Ac 3 =807C、 SWRCH 35K Ac 3 =805 C、35 鋼 Ac 3 =780 C。淬火是最為關鍵的 工序之一，習慣上將淬火 高溫回火稱為調質處理。為了把螺栓強度和保證應力控制在合格范圍， 在提高硬度下限值基礎 上，回火時更應關注

5、以下五個方面。 材料的區別、爐型的區別、鍛 制的區別（紅沖與冷鍛成型區別）、螺紋的區別（全牙與半牙的區別， 全牙總有效截面積小< /p>?承載抗拉強度低，回火溫度偏差 5-10 C）和介質的區別（水淬與油 淬的區別）。3、網帶爐操作要點 高強度緊固件生產量大、價格低廉， 螺紋部分又是比較細微相對精密，因此網帶爐尤其適用于中小規格緊 固件的熱處理，自動化程度高，熱處理質量好。3. 1網帶爐的特點：a、智能化己實現整個系統實施多項目操作， 控制網帶速度、溫度、碳勢、工藝數據可儲存10年；b、高質量加熱區爐溫波動幅度不大于±5C,爐溫均勻性不大于10C,爐內氣氛 均勻性不大于&

6、#177;0.05%C氧探頭、除碳空氣泵、碳勢控制儀、爐氣調 節器 可靠配合在網帶爐上，以適合甲醇、甲苯（丙烷）氣氛，爐內 氣氛由高純度甲醇通入爐內裂解作為載氣，以高純度甲苯（丙烷）通 入爐內裂解作當富化氣，碳勢設定 為0.36%-0.45%。3 . 2網帶爐 操作要點：a、清洗很重要未清洗的工件所帶入的油氣在爐內氣氛影 響明顯，CH 4 （甲烷）、CO2 （二氧化碳）量偏高，CO（一氧化碳） 偏低，易產生大量碳黑。b、加料厚薄加熱區爐溫波動幅度應不大于2 0 -30 C,加料時請注意一區溫度下降不應大于設定溫度 50-60 C,超過了就應減薄加料， 原則上對M8 M10 M12不大于零件厚度

7、，對量大的加熱厚度 不大于 40mm應避免加熱不足；對量少時加熱則應注意堆積一塊，不要散開, 否則易造成過熱、過燒。c、及時清除清洗箱內污物，調整網帶偏移 要養成習慣。d、熱處理能耗占熱處理工序成本 35%-45%節能是熱處理工藝一項 不得不投資的工作。一方面早作計劃安排，生產上盡量相同的品種一 塊做；另一方面避免返工，提高產品一次合格率，自檢要及時、準確,減少差錯率e、考慮到原材料可能存在脫碳層，碳勢設定 0.36%-0.45%,脫碳時 用上限，不脫碳用下限，減少消耗費用。4、復碳工藝8.8 級以上高強度緊固件多采用 S W R C H 3 5 K、35CrMo 40Cr鋼制造，采 用冷鍛成

8、形時，原材料的脫碳層不但存在，而且被擠壓到螺紋的頂部， 造成螺紋強度的大大降低，使用時易發生脫扣現象，使螺栓失去緊固作用。因此，除在淬火加熱時要保護螺紋頂部不脫碳，還要對原材料己脫碳的螺栓進行適度的復碳。把網帶爐中的保護氣氛的碳勢調到和被復碳的螺栓原始含碳量基本相等，使己脫碳的螺栓慢慢恢復到原來的含 碳量，碳勢設定在 0.42%-0.45%,復碳溫度 與淬火相同，70-80min 可復碳0.10-0.15mm,不能在高溫下進行，以免晶粒粗大，影響機械 性能。5、滲碳5 . 1滲碳概述 滲碳是為提高工件表層的含碳量并在其中形 成一定的碳含量梯度，將工件在滲碳介質中加熱、保溫，使碳原子滲 入的化學

9、熱處理工藝。滲碳的主要目的是提高零件表面的含碳量，從而使零件經熱處理后，在韌性、具有斷裂抗力的心部外面形成一層 硬的、耐磨的滲碳層。隨著表面碳含量增加，螺釘的抗彎強度及沖擊韌度降低， 而抗扭強度 及疲勞強度提高，至碳的質量分數為0.90%-1.00%時達最大值。當碳的質量分數低于0.70%寸，耐磨性和強度不足，當高于 1.00%時， 則因淬火后表面碳化物及殘余奧氏體量增加而損害鋼的性能。5. 2影響氣體滲碳工藝的主要因素 a、溫度和時間碳滲入鋼中的最 大速度受碳在奧氏體中擴散速度的限制，這種擴散速度隨溫度的提高 而大大提高，碳在920c滲入的速度約比870c快40% 當工件的材 質、滲碳溫度和

10、碳勢確定后，滲碳時間將根據滲碳層深度確定，一般 淺層滲碳約2-3h。b、滲碳氣氛各種滲碳劑或滲碳氣體在高溫下產生的活性碳原子是不 一樣的。為了評價氣氛的滲碳能力，把在設定溫度下，鋼件表面碳含 量（奧氏體狀態）與爐中氣氛達到動平衡時，鋼件表面的實際碳含量 稱為碳勢。并過控制碳勢來控制氣氛的滲碳能力。c、鋼的化學成分鋼中的合金 元素對鋼吸收碳的能力和碳向內部擴散都有很大影響。Mn B、Ti碳化物形成元素能提高滲層表面的碳含量，并具有較高 韌性，適當提高淬透性。5 . 3氣體滲碳工藝的注意事項 在使用網 帶爐進行滲碳工藝時，雖然采用了氧探頭進行碳勢控制，但并不是設 定好了參數，整個過程都是自動的，至

11、于通入富化劑的數量、通入時 間等都是自動調節的。滲碳介質（甲苯、丙烷、石油液化氣）不采用任何限制裝置，只要閥 門打開，介質呈最大量輸入爐內，這些錯誤的使用方法往往會短時間 內 造成爐內嚴重積碳，從而影響氧探頭的毫伏值正常輸出。進料之 前，必須先將工件表面層上的油脂清洗干凈，工件有良好潔凈的表面， 必然對爐內的碳勢氣氛控制有非常要的影響。氧探頭的碳黑污染和氣氛的滲透都會給探頭的毫伏指示造成誤差，氧探頭前緣延伸至端部設有一可感測爐內氧含量的測氧探頭，其材質是敏感度極高的氧化錯所制成，在高溫工作爐內，如覆蓋有積碳時， 使得偵測電極頭（測氧探頭）附近的氧含量減少，此時氧探頭反應的 是附近的氣氛，碳控

12、儀自動控制下的甲苯（丙烷、石油液化氣）流 量減少，以至爐內實際碳勢下降，工件滲碳不足。氧探頭本體上都設 有消除積碳輸入口，并經管本身定時釋放出的氧氣，將測氧探頭前緣之氣氛流量口所覆蓋的積碳燃掉。眾所周知，用氧探頭進行碳勢控制，實際上是對爐氣中的氧含量作單 因素控制，而在爐氣 中，還存在CO CO2、CH4、H 2等多種成份, 如果希望能自動精確控制碳勢，僅靠氧探頭，從理論上講，還是有一 定的難度的。用氧探頭進行碳勢控制是將其它組份看成是常數的基礎上進行測量計 算，因此如果其它組份有變化，則碳勢也將受到波動。6、緊固件在熱處理中產生缺陷的預防緊固件在淬火冷卻過程可能出 現的熱處理質量問題主要有：

13、（1）淬火硬度不足；（2）淬火硬度不均；（3）淬火變形超差；（4）淬火開裂現場出現的這類問題 往往與原材 料質量、淬火加熱和淬火冷卻有關。 6.1淬火開裂 緊固件在淬火 時產生裂紋是最常見的一種缺陷。造成開裂的原因是各種各 樣的，主要有以下幾個方面：a、材料的冶 金缺陷，如鋼材本身存在縮孔殘余以及大量的非金屬夾雜物，在淬火 時都可以成為應力集中區域引起開裂；b、零件熱處 理前的加工缺陷， 如鍛鍛裂紋、折迭，在淬火時可進一步擴大為淬火裂紋；c、鋼材化學成分的變化，提高了鋼材的淬火性能，熱處理時造成應力狀態的改 變，引起 淬火裂紋；d、淬火溫度偏高，冷卻速度過快，引起淬火開 裂；e、零件形狀復雜，

14、溝梢等凹凸處造成應力集中，引起淬火開裂。6. 2淬火變形 緊固件如螺栓的變形主要指幾何形狀變化， 桿部彎曲 或歪扭，這是由于淬火內應力所造成的。淬火內應力，主要指熱應力和組織應力。中碳鋼螺栓一般表現為以組 織應力為主的變形特征。提高淬火加熱溫度，使熱應力和組織應力都相應增加，一般均增大變形量。7、緊固件用淬火介質的選擇 當前用于緊固件淬火的介質主 要是各種淬火油，水溶性淬火介質和普通自來水。下面分述這些介質在緊固件淬火中的選用方法和注意事項：7.1專用淬火油 專用淬火油一般分為普通淬火油、快速淬火油、等溫淬火 油以及光亮淬火油等。緊固件企業大多采用普通淬火油、快速淬火油。它的熱穩定性都較好，能

15、更好地保證零件的淬火質量。當然，快速淬 火油優于普通機械油的最重要方面還是它們的冷卻特性， 在冷卻速度 分布上都有蒸汽膜階段短的特點。因而，使工件在高溫階段能冷卻得更快。其中，快速淬火油的最高冷 卻速度都比較高，中、低溫階段的冷卻速度快慢則因淬火油的品牌不 同而有較大差別。快速淬火油主要用于合金結構鋼以及較小規格緊固件和淬透性稍高的鋼種。企業大多都希望一臺網帶爐可以處理比較多的鋼種和比較多規格的螺栓，因此，多傾向于選用適應范圍更廣的淬火油。一般淬火油的蒸汽膜階段高溫、中溫階段冷卻得快，低溫冷卻速度 大，這種油的冷卻能力就很強，它的適用范圍就很廣。快速淬火油的 蒸汽膜階段短，也就是油的高溫 階段

16、冷卻得快，這一特點有利于35、SWRCH3!5K <M12螺栓獲得較深的淬硬層，從冷卻速度分布上分析， 除中、高溫階段要求冷卻得快以外，油的低溫冷卻速度高低對獲得的淬硬層深淺作用更大。低溫冷卻速度越高，淬硬層往往越深。這對于高強度螺栓整個截面均 勻承受載荷，至少要求心部有 90%U上馬氏體時十分有利。而選用快速淬火油，往往能同時解決零件的變形、硬度不足和硬度不 均等問題。生產實踐表明，攪拌淬火油可以提高油的冷卻速度，冷卻 速度比較低的油，攪拌提高其冷卻能力的作用較大， 而對于冷卻速度 高的專用淬火油，攪拌的作用則相對較小。7.2水溶性淬火介質 引起淬火開裂的主要原因是在鋼開始發生馬氏 體

17、轉變（MS ）點及在此以下的溫度范圍冷卻過快。 由于這樣的原因， 水溶性淬火介質通常就以零件冷卻到 3 00 C時的冷卻速度來表示該 淬火液的冷卻特征。考 慮到高強度緊固件多數選用中碳結構鋼的 M S點在300c附近， 故選用好富頓AQ251UCOFE等PA混淬火液（以下簡稱PAG卒火液） 簡單說，它在300c冷卻速度低，其防止螺栓淬裂的能力就強，而在 300c冷卻速度高，其淬硬能力也高，當 然螺栓淬裂傾向大。PAG卒火液的使用特點是冷卻特性可調，濃度測控容易。由于液溫對 冷卻特性影響較大，使用PAG卒火液時，應當配備完整的循環冷卻系 統，以便在使用中調節液溫50c以下正常使用。濃度一定時，液

18、溫升高冷卻速度會降低。為了獲得盡可能前后一致的 淬火冷卻效果，應當將淬火介質的溫度控制在更窄的范圍 25C-35 C , 如果由于天氣原因，嚴格控制液溫有困難，也可以通過改變濃度來調 節淬火冷卻速度。比 如，夏天氣溫高，冷卻系統一時不能將淬火液溫度降到規定范圍， 可以向其中多加些自來水，以便提高淬火冷卻速度；冬天液溫過低， 可以靠通入高溫水蒸汽加熱淬火液或通過提高濃度來降低淬火冷卻 速度。7. 3自來水一些含碳量低0.20% -0.35%的碳素結構鋼， 淬透性差且形狀簡單的螺栓、螺母的調質淬火，往往可以用自來水， 可以節省生產成本。作為淬火介質，自來水的 冷卻特性是：工件處于高溫階段時冷卻得

19、很快，而到了工件處于低溫階段時冷卻得也很快， 冷卻速度快可以使 淬透性差和大規格的緊固件淬硬，并獲得較深的淬硬層，這是自來水的優點。但是，用自來水淬火有三大缺點：第一是低溫冷卻太快， 使多數鋼種和螺栓容易發生淬裂； 第二是螺栓低溫階段冷卻太快，細 長的規格和較 薄的部位容易因為入水方式不當而發生淬火變形。第三也是不少人容易忽視的缺點，隨著水溫升高，淬火冷卻的蒸汽膜 階段會逐漸增長，且工件 處于低溫階段時的冷卻速度也逐漸降低， 由于這種原因，小規格螺栓、螺母較密集的堆放方式入水淬火時，堆 放在外面的螺栓接觸的水溫低，而堆放在內部的螺栓接 觸的水溫高, 從而外部的螺栓經受的冷卻快，淬火后硬度高，并

20、容易淬裂，堆放在 內部的螺栓經受的冷卻慢，淬火后硬度低，螺栓堆放得越密集，淬火 時水的流動越 不通暢，這種差別就越大。 選用自來水作為淬火介質 時，應當揚長避短，設法控制好水溫，一般在 15C-30C,可通過強 力攪拌促使淬火介質通暢地從螺栓之間流過，以減小內外部水的溫 差。1、回火馬氏體 150250c回火2、回火屈氏體 350500 c回火3、回火索氏體 500650 c回火1、低溫回火：150250 c消除內部應力，同時得到高硬度及耐磨性。 硬度為5864HR3右。2、中溫回火：350500 c具有一定韌性，同時兼有高的彈性和屈服 極限。硬度為3545HRC£右。3、高溫回火：

21、500650 c得到強度、塑性、韌性都較好的綜合機械 性能。硬度為13-37左右。一一弓j馬氏年丁碳在*Fe中形成的過飽和固溶體工業葩鐵1538 C1148CG712七這條GS綻叫A3線.加熱時叫Ac3線，冷卻時叫Ar3線這條SE線叫Acm線，加熱時叫Accm 線，這條PSK線叫A1線，加熱時叫Ac1線.也稱作Ie F.C合金平衡相圖*概念:什么叫“鋼含碳量0.02182. 11 %的鐵和碳的合金叫作鋼（碳素鋼）。如：35, 45.合金鋼：在喋鋼基礎上，加入一種以上金屬 或非金屬組成的合金， “鐵”的概念：一是指工業純鐵，一是指鑄 鐵。工業純鐵是指含碳量低于0. 0218的鐵碳 合金白口 海鐵

22、是指含碳量2. 11 - 4. 3%的合金口（鑄鐵的實際成分比較復雜一些，這里只是從概念 上了解一下）第四節：硬度、硬度合金元素與強度的關系、疲勞強度、疲勞損壞 L硬度：材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱 為硬度口 2.常用硬度標尺：洛氏硬度HRC,仇荷15。限布氏硬 度HB （負荷3g峋八維氏硬度HV （負荷OZ3 ,里氏硬 度HL 3,硬度與強度的關系:對于結構鋼，當ob<1400MPa時.抗拉強度=3.5HB硬度：疲勞強度=1/2抗拉強度一、熱處理常說的“四把火"正火、退火、淬火、回火正火，就是將工件加熱至Ac3或Accm以上3050。保溫段時間后，從爐中取出在空勺中冷卻

23、(有的工件需噴水. 噴霧或吹風冷卻)的金屬熱處理I：藝.獲得珠化體組織正火的目的;(1)降低硬度r改善切削加工性；(2)消除殘余應力，穩定尺寸，減少變形與裂紋幀向(3)細化晶粒，消除組織缺陷，一般要求，鑄鍛件正火 后,晶粒度達到5級以 上.個別的零件有硬度 規定.SHANTUI球化退火制怒徭f再結晶退火 TmuniTrrrrn應為退為aimuLLiLUb4009008007006005000.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4正火和退火的溫度區間卬c3)正火容易出現的問題，正 火不良.晶粒度不合格. 或沒有消除大塊狀、網狀 鐵素體和魏氏組織ill廉加番巾HI含4IM V/睜中a

24、«.+i;tq| 丸 M. flBMJlM » *I4的i.，幡* 韶 ieit Ml 事，,叫 *三$ * «*K VP-V1H vHuai Wl f# 1 V. £*k ！ I 工，iU >1?A網狀和大塊狀鐵素體魏氏組織鑄鋼件原組織為 鑄態組織重新正火后的組淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3 （亞共析鈉）或Ac1 （過共析鋼）以上溫度.保 混一段時間，使之全部或部分奧氏體化,然后以大于臨界冷卻速度的冷速快 冷到Ms以下或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉變的熱處理工藝,鑄鋼件原組織不 知道什么組織 重.新正火后的組 織一1 :阻i /，W r

25、”；,Xn 1 1ffl & 14禮時陰（曲國6U 呻忖kif晌相， 試餐鉗小蜘f-Hl 叫嘲（！* *1 * 4W!hV-M&MAV«i.b£ l m»n *. 一 = 中- - , , = - - - ,!，« .ML_1*/«v jlimWIJ隊yT開*，下rATI淬火目的：是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變，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 強度、硬度，耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種 機械零件和工具的不同使用要求。板條狀馬氏體高碳馬氏體馬 氏 體針狀馬氏體 *硬度高I脆.韌性

26、差硬度稍低，韌性好板條狀馬氏體令M如回火是工件淬硬后加熱到AC1以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室 溫的熱處理工藝.回火一般緊跟著淬火進行.接回火溫度比圍.回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火，低溫回火；回火溫度范圍為150250攝氏度，回火后的組織為回火馬氏體中溫回火溫度范圍為350-500攝氏度,回火后的組織為回火托氏體（屈氏體）， 主要應用于含碳量為0.5%-0.7%的碳鋼和合金鋼制造的各類彈簧中其硬度 為 3515HRC。高溫回火高溫回火是把零件浮火后，再加熱到5。0飛509,（一般是加熱到psk線 臨界點AZ以下的某一溫度）保溫一段時間后，以適當的速度冷卻。高溫回火得到鐵素

27、體+細粒狀滲碳體的混合物，即回火索氏體 組織。具有優良的綜合力學性能，多用于結構零件淬火后的 回火，如連桿、螺栓、齒輪及軸。淬火+高溫回火稱為調質2,感應淬火利用電磁感應原理，在感應線圈中通高 頻率的電流，在工件的表層產生渦流（電流），渦流大小和與施感電流相等. 方向相反.快速的使加熱層達到碎火溫 度淬火的工藝方法.電流的透入深度8=500/4（F為頻率）加熱公式；Q=PRTQ一熱量.I電流,RT一件電阻T加熱時間.質量要求：1 ,表面硬度，2.硬化層3.金相組織，4.裂紋。硬化層的概念 L一般情況下，表面淬火的硬化層是指從表面到半馬氏體硬度區域的 厚度.2.馬氏體的硬度只與含碳量有關，與合金元素無關，頻率的劃分：高頻，超音頻，中頻，工頻頻率常用頻率設備適用齒輪高頻200-450KHZ200-250KHZ震蕩管小模數超音頻如專口 KHz20-30KHzIGBTM3W齒輪中頻500-10000Hz2«8KHz可控硅IGBTM6以上工頻50 Hz 第2種滲碳淬火 將鋼放入滲碳的