本發(fā)明屬于滲碳鋼淬火技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型18CrNiMo7-6齒輪滲碳件鹽浴淬火時(shí)間的判斷方法。

　　背景技術(shù)：

　　18CrNiMo7-6滲碳鋼，其Cr含量在1.5-1.8％，Ni含量在1.4-1.7％，作為一種低碳高合金滲碳鋼，其熱傳導(dǎo)速率相對(duì)低于低合金材質(zhì)。18CrNiMo7-6滲碳鋼滲碳后淬火采用的介質(zhì)為低溫鹽浴，鹽浴成分為50％硝酸鉀+50％亞硝酸鈉，鹽浴使用溫度160-180℃。大型18CrNiMo7-6滲碳件在此約定為質(zhì)量大于5噸的零件，其在奧氏體加熱保溫后將進(jìn)入鹽浴槽淬火，對(duì)于大型滲碳件鹽浴冷卻時(shí)間的判斷，目前國(guó)內(nèi)外僅有籠統(tǒng)的計(jì)算公式，即10～15min/每100mm控制截面，對(duì)于裝爐量大小、零件截面大小的影響并未有相關(guān)資料說(shuō)明。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)相同截面零件的不同裝爐量以及同裝爐量下的不同截面零件，其淬火冷卻時(shí)間非單純的公式可以準(zhǔn)確計(jì)算。鹽浴內(nèi)冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則容易奧氏體穩(wěn)定化導(dǎo)致表面殘奧超標(biāo)，鹽浴冷卻時(shí)間過(guò)短則心部熱量回溫至表面導(dǎo)致表面淬硬層軟化，零件表面無(wú)法完成馬氏體轉(zhuǎn)變，不可獲得淬硬層。所以鹽浴冷卻時(shí)間的精確判斷十分重要。

　　18CrNiMo7-6材質(zhì)AC3線(xiàn)為820℃左右，Ms點(diǎn)為400℃左右，滲碳后表面碳濃度0.7％時(shí)其Ms點(diǎn)為120℃左右。18CrNiMo7-6滲碳件160-180℃鹽浴淬火中完成心部組織轉(zhuǎn)變，在后續(xù)的風(fēng)冷中完成表面過(guò)冷奧氏體向馬氏體組織的轉(zhuǎn)變。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明主要提供了一種大型18CrNiMo7-6齒輪滲碳件鹽浴淬火時(shí)間的判斷方法，通過(guò)該種方法可以有效控制淬火時(shí)間，零件淬火完畢后的表面及心部冷卻到位，表面及心部均可以完好完成組織轉(zhuǎn)變而獲得所需的組織、硬度等性能。其技術(shù)方案如下：

　　一種大型18CrNiMo7-6齒輪滲碳件鹽浴淬火時(shí)間的判斷方法，具體的為，將經(jīng)過(guò)加熱的大型18CrNiMo7-6齒輪滲碳件吊入鹽浴槽淬火冷卻，記錄開(kāi)始鹽浴溫度及時(shí)間節(jié)點(diǎn)t1，實(shí)時(shí)記錄鹽浴溫度變化，當(dāng)鹽浴溫度達(dá)到最高值并開(kāi)始下降時(shí)，記錄鹽浴溫度及時(shí)間節(jié)點(diǎn)t2，此時(shí)已鹽浴冷卻時(shí)間t＝t2-t1，繼續(xù)冷卻0.2t時(shí)間，冷卻完畢后，將齒輪滲碳件取出鹽浴槽完成淬火。

　　優(yōu)選的，將完成淬火的齒輪滲碳件采用紅外溫度檢測(cè)儀檢測(cè)齒根部溫度，若齒根部溫度未完全冷卻到位，將齒輪滲碳件重回鹽浴槽繼續(xù)冷卻。

　　優(yōu)選的，鹽浴槽內(nèi)的鹽浴液成分為50％硝酸鉀與50％亞硝酸鈉的混合液。

　　優(yōu)選的，所述鹽浴液的初始溫度為160-180℃。

　　優(yōu)選的，所述大型18CrNiMo7-6齒輪滲碳件為質(zhì)量大于5噸的零件。

　　采用上述方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)本發(fā)明摒棄籠統(tǒng)的淬火冷卻計(jì)算方法，采用t+0.2t方法，零件淬火完畢后的表面及心部冷卻到位，表面及心部均可以完好完成組織轉(zhuǎn)變而獲得所需的組織、硬度等性能，根據(jù)實(shí)際鹽浴溫度變化數(shù)據(jù)分析可以提高產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)用性以及可靠性；

　　(2)上述判斷方法可以應(yīng)對(duì)不同裝爐量以及控制截面零件的熱處理生產(chǎn)，僅對(duì)鹽浴溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控即可很好完成零件的淬火熱處理，操作簡(jiǎn)單且產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題風(fēng)險(xiǎn)小，適用性廣。

　　附圖說(shuō)明

　　圖1為實(shí)施例1中零件鹽浴淬火溫度變化曲線(xiàn)圖；

　　圖2為實(shí)施例1中零件淬火后組織金相圖；

　　圖3為對(duì)比例1中零件淬火后組織金相圖。

　　具體實(shí)施方式

　　以下實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊規(guī)定，均為常規(guī)方法，所涉及的實(shí)驗(yàn)試劑及材料如無(wú)特殊規(guī)定均為常規(guī)生化試劑和材料。

　　實(shí)施例1

　　將一質(zhì)量大于5噸的18CrNiMo7-6齒輪滲碳件經(jīng)奧氏體化加熱，保溫完成后吊入160-180℃50％硝酸鉀+50％亞硝酸鈉鹽浴槽淬火冷卻，記錄開(kāi)始鹽浴溫度及時(shí)間節(jié)點(diǎn)t1；實(shí)時(shí)記錄鹽浴溫度變化，當(dāng)鹽浴溫度達(dá)到最高值并開(kāi)始下降時(shí)，記錄鹽浴溫度以及時(shí)間節(jié)點(diǎn)t2，此時(shí)已鹽浴冷卻時(shí)間t＝t2-t1，繼續(xù)冷卻0.2t時(shí)間。冷卻完畢后，記錄淬火冷卻完畢鹽浴溫度以及時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將齒輪滲碳件取出鹽浴槽完成淬火。淬火完成后進(jìn)行再進(jìn)行風(fēng)冷操作。

　　本發(fā)明通過(guò)對(duì)鹽浴溫度的變化節(jié)點(diǎn)來(lái)判斷零件淬火冷卻時(shí)間，其原理如下：

　　零件鹽浴淬火時(shí)，熱量的傳遞由零件的散熱與鹽槽的冷卻吸熱組成，零件在鹽浴內(nèi)熱量釋放，鹽浴溫升，此時(shí)鹽浴冷卻風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，當(dāng)淬火后鹽浴溫度達(dá)到最高值，鹽溫開(kāi)始下降時(shí)，說(shuō)明零件放熱與鹽槽冷卻風(fēng)機(jī)吸熱形成熱量吸放平衡，此時(shí)零件心部溫度已降低至較低溫度并完成心部組織轉(zhuǎn)變，但零件中心區(qū)域溫度還在300-400℃，表面已與鹽浴溫度一致，后繼續(xù)冷卻一段時(shí)間使心部300-400℃進(jìn)一步下降以防止回溫軟化表面淬硬層，該后續(xù)冷卻時(shí)間為前期淬火冷卻時(shí)間的20％。冷卻完畢零件出淬火鹽槽，可以通過(guò)出鹽槽后紅外線(xiàn)溫度檢測(cè)儀精確檢測(cè)齒根溫度判斷零件是否完全冷卻到位，若發(fā)現(xiàn)齒根溫度較高則可以繼續(xù)鹽浴冷卻且不影響冷卻效果。

　　具體零件中心區(qū)域溫度變化、零件表面溫度變化、鹽浴液溫度變化情況如圖1所示。經(jīng)上述方法淬火完成的18CrNiMo7-6齒輪滲碳件其組織金相圖如圖2所示。

　　對(duì)比例1

　　將與實(shí)施例1相同質(zhì)量的18CrNiMo7-6齒輪滲碳件經(jīng)奧氏體化加熱，保溫完成后吊入160-180℃、50％硝酸鉀+50％亞硝酸鈉鹽浴槽淬火冷卻，冷卻總時(shí)間為t+0.3t(t與實(shí)施例1中的計(jì)算方式相同)。淬火完成的18CrNiMo7-6齒輪滲碳件其組織金相圖如圖3所示，可知表面殘奧超標(biāo)。

　　硬度檢測(cè)

　　將實(shí)施例1與對(duì)比例1的滲碳件分別進(jìn)行硬度檢測(cè)，結(jié)果如表1所示：

　　表1齒輪滲碳件熱處理質(zhì)量結(jié)果

　　由表1可知，經(jīng)實(shí)施例1方法淬火完成的零件質(zhì)量滿(mǎn)足ISO6336-5-2016的ME級(jí)要求。對(duì)比例1中零件表面殘奧超標(biāo)區(qū)硬度值相對(duì)偏低，表面0.15mm區(qū)域內(nèi)殘奧高，其對(duì)應(yīng)硬度僅642HV1，遠(yuǎn)小于次表層殘奧少的區(qū)域硬度。