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，對于大型滲碳件鹽浴冷卻時間的判斷，目前國內(nèi)外僅有籠統(tǒng)的計算公式，即10～15min/每100mm控制截面，對于裝爐量大小、零件截面大小的影響并未有相關(guān)資料說明。在實際應(yīng)用時發(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，其淬火冷卻時間非單純的公式可以準(zhǔn)確計算。鹽浴內(nèi)冷卻時間過長則容易奧氏體穩(wěn)定化導(dǎo)致表面殘奧超標(biāo)，鹽浴冷卻時間過短則心部熱量回溫至表面導(dǎo)致表面淬硬層軟化，零件表面無法完成馬氏體轉(zhuǎn)變，不可獲得淬硬層。所以鹽浴冷卻時間的精確判斷十分重要。

　　18CrNiMo7-6材質(zhì)AC3線為820℃左右，Ms點為400℃左右，滲碳后表面碳濃度0.7％時其Ms點為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)冷中完成表面過冷奧氏體向馬氏體組織的轉(zhuǎn)變。

　　技術(shù)實現(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間的判斷方法，通過該種方法可以有效控制淬火時間，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間的判斷方法，具體的為，將經(jīng)過加熱的大型18CrNiMo7-6齒輪滲碳件吊入鹽浴槽淬火冷卻，記錄開始鹽浴溫度及時間節(jié)點t1，實時記錄鹽浴溫度變化，當(dāng)鹽浴溫度達(dá)到最高值并開始下降時，記錄鹽浴溫度及時間節(jié)點t2，此時已鹽浴冷卻時間t＝t2-t1，繼續(xù)冷卻0.2t時間，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儀檢測齒根部溫度，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：

　　(1)本發(fā)明摒棄籠統(tǒng)的淬火冷卻計算方法，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)實際鹽浴溫度變化數(shù)據(jù)分析可以提高產(chǎn)品實際生產(chǎn)的實用性以及可靠性；

　　(2)上述判斷方法可以應(yīng)對不同裝爐量以及控制截面零件的熱處理生產(chǎn)，僅對鹽浴溫度的實時監(jiān)控即可很好完成零件的淬火熱處理，操作簡單且產(chǎn)品質(zhì)量問題風(fēng)險小，適用性廣。

　　附圖說明

　　圖1為實施例1中零件鹽浴淬火溫度變化曲線圖；

　　圖2為實施例1中零件淬火后組織金相圖；

　　圖3為對比例1中零件淬火后組織金相圖。

　　具體實施方式

　　以下實施例中的實驗方法如無特殊規(guī)定，均為常規(guī)方法，所涉及的實驗試劑及材料如無特殊規(guī)定均為常規(guī)生化試劑和材料。

　　實施例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，記錄開始鹽浴溫度及時間節(jié)點t1；實時記錄鹽浴溫度變化，當(dāng)鹽浴溫度達(dá)到最高值并開始下降時，記錄鹽浴溫度以及時間節(jié)點t2，此時已鹽浴冷卻時間t＝t2-t1，繼續(xù)冷卻0.2t時間。冷卻完畢后，記錄淬火冷卻完畢鹽浴溫度以及時間節(jié)點，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)明通過對鹽浴溫度的變化節(jié)點來判斷零件淬火冷卻時間，其原理如下：

　　零件鹽浴淬火時，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，此時鹽浴冷卻風(fēng)機(jī)開啟，當(dāng)淬火后鹽浴溫度達(dá)到最高值，鹽溫開始下降時，說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)冷卻時間為前期淬火冷卻時間的20％。冷卻完畢零件出淬火鹽槽，可以通過出鹽槽后紅外線溫度檢測儀精確檢測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。

　　對比例1

　　將與實施例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，冷卻總時間為t+0.3t(t與實施例1中的計算方式相同)。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

　　將實施例1與對比例1的滲碳件分別進(jìn)行硬度檢測，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)實施例1方法淬火完成的零件質(zhì)量滿足ISO6336-5-2016的ME級要求。對比例1中零件表面殘奧超標(biāo)區(qū)硬度值相對偏低，表面0.15mm區(qū)域內(nèi)殘奧高，其對應(yīng)硬度僅642HV1，遠(yuǎn)小于次表層殘奧少的區(qū)域硬度。