鞏義市恒銘金屬制品有限公司

近年來，日本對滲碳和碳氮共滲的表面熱處理技術進行了深入研究。下面介紹其研究進展。

金屬的強化是指通過合金化、塑性變形、熱處理等手段提高金屬材料的強度。金屬的實際強度只有理論強度的幾十分之一，甚至幾千分之一。為了提高金屬的強度，常用的強化方法有形變強化、固溶強化、第二相強化、析出強化。

2021年11月13日，河南工業大學康博士一行三人受邀來到恒銘金屬，與公司各位領導在會議室進行面對面座談與深入的學術交流與討論。

原計劃9月2號召開的中國金屬學會鋼材深加工及應用服役團標 審定會延期到了11月2-4，原定的5項標準由于北京疫情變成了3項 最終3項圓滿順利地在無錫召開了。

　　水淬冷卻快、但應力大，變形、開裂傾向大，一般用于淬透性差的碳鋼。

　　油淬冷卻效溫和，一般用于淬透性較好的合金鋼。

　　向左轉|向右轉

　　拓展資料：

　　一、水淬

　　以水作為淬火劑進行淬火，稱為水淬。優點是在高溫區(550℃~650℃)冷卻較快，缺點是低溫區(200℃~300℃)也冷卻較快，易造成較大的組織應力。水淬是把高溫物體放入水中，再燒紅熱，再放入水中，如此反復，可提高剛性。

　　水淬的原理就是使1400℃左右的熔融物在從爐體流出時，用具有一定壓力的水流噴射，使共驟然冶卻而凝固并碎裂成細小的粒子，使熔融物的玻璃結構被固定下來，阻止氟磷酸鈣結晶的復原。

　　熔融物中氟和磷的含量較高以及堿度較高時，氟磷酸鈣結晶復原要快一些， 因而水淬壓力就要高一些;反之，合氟和磷較低以及堿度較低時，氟磷酸鈣結晶復原要慢一些，因而水淬壓力也就可以低一些。熔融物被水淬得愈細，冷卻得就愈快，產品的枸溶率也就愈高;反之，粒子大，共表面雖然先冷，但內部冷得慢，產品枸溶率也就不高。

　　二、火淬

　　火焰淬火是一種用乙炔一氧火焰(最高溫度達3100℃)或煤氣一氧火焰(最高溫度達2000℃)將工件表面快速加熱，隨后噴液(水或有機冷卻液)冷卻的一種表面淬火方法。一般常用乙炔-氧火焰表面淬火。

　　火焰淬火始于19世紀初期。起初是依靠操作者的經驗保證處理質量。隨著技術的發展，人們設計和制造出用以淬硬曲軸、齒輪等零件曲面的專用淬火機床，從而擴大了火焰淬火的應用范圍。后來，又出現配備有透焰測溫裝置、能自動控制溫度的淬火機床，使火焰淬火有了新的發展。

　　火焰淬火是為了奧氏體化，用可燃氣體火掐作為加熱熱源的局部硬化工藝。適合通過火焰淬火置藝進行局部硬化的材料，必須有足夠的含碳量(一般為0.4%)才能進行可硬化處理。由于這種工藝通常用于徑具有低淬硬性的低合金鋼或普通碳鋼，因此加熱到相變溫度后的淬火一般是通過快速水淬完成的。淬火幾乎是瞬時的。

　　加熱介質可以是氧一乙炔、氧一制造煤氣、丙烷或其他任伺接有適當加熱速率的燃氣的混合。淬火溫度與爐子淬火所要求的相同?；鹧娲慊饏^的深度從離表面1/32in(0.8mm)到整個截面的范圍內變化。

　　通常用于火焰淬火的鋼是含碳量0.40～0.95%的普通碳鋼和低合金鋼。高合金鋼例如馬氏體不銹鋼和工具鋼有時也采用局部硬化方法，但中碳鋼用得更多些。

　　火焰淬火時，高淬硬性鋼有較大的開裂傾向。通過在淬火前預熱零件(大約300°F;149℃)和用油或水溶性有機液淬火可降低低合金鋼和工具鋼的開裂傾向。然而，油淬火具有易燃的危險，使這種工藝不能廣泛采用。

　　介紹扁鋼絲的生產方式以及平鯤軋制扁鋼絲工藝,并對扁鋼絲軋制過程進行理論研究;結果表明:變形量較小時,M.Kazeninezhad寬展公試計算結果最接近實際測雖數捅.變形量較大時，寬展隨壓下量的增加變化較小，計算值與實際值的偏離程度越來越大;小變形時通過有效應變場模擬及硬度測定,證實扁鋼絲橫截面上存在宏觀剪切帶，,但當壓下最較大時,扁鋼絲橫截面硬崖空化不大,變形逐漸達到均勻;軋制過程中,軋制力,痿觸壓力及殘余應力的大小和分布均與軋棍的壓下量有關,受變形均勻性的影響。指出研究中存在的問題，對今后的研究方向提出建議。

異型鋼絲亦即非圓斷面鋼絲，由于其斷面形狀復雜、尺寸精度高、形狀免切削和長度無限長等特性，因而具有廣泛的用途，如機械彈簧和墊圈用方形(或梯形)鋼絲、汽車及摩托車用高檔化油器及活塞環鋼絲、玻璃升降器與座椅調角器用大規格扁鋼絲、紡織行業用針布鋼絲和兒童玩具及鐘表用發條鋼絲、萬噸壓力機纏繞用高強度低松弛扁鋼絲、航天、軍工用其他特殊合金異型鋼絲等。國外20世紀60 年代就能生產各種復雜斷面異型鋼絲，并形成了系列。

汽車用低合金彈簧鋼線材是汽車制造行業不可或缺的關鍵性材料，其用途很重要的部件就是發動機氣門彈簧，而我國所生產的低合金彈簧線材目前幾乎沒有在國際品牌車系中使用。這值得國內相關行業、相關科研單位和各大鋼廠反思和覺醒，立即調整思路，加快加大對汽車用低合金彈簧鋼線材或其他線材的研發和質量提升。為我國汽車制造行業或汽車零部件制造業錦上添花，能夠在國際品牌競爭中占有一席之地。

　　一、表面質量缺陷

　　1、表面裂紋：指鋼材表面呈直線形的裂紋現象，一般應與鍛造或軋制方向一致。

　　形成原因：主要是因為在加工(鍛造、軋制、熱處理調質)過程中因表面過燒、脫碳、疏松、變形和內應力過大以及表面硫、磷雜質含量較多而產生的發紋、熱裂紋和冷裂紋。

　　表面裂紋可以通過肉眼觀察、酸洗、磁粉探傷、著色檢驗和金相等方法檢驗出來。在確認裂紋時，必須注意區分鋼材表面的氧化皮本身質脆疏松經過輕微彎曲而呈現的裂紋，而鋼材本身并沒有裂紋。

　　2、重皮與折疊：鋼材表面黏結的呈“舌狀”或“鱗狀”的金屬薄片，在局部表面形成重疊，有明顯的折疊紋。

　　形成原因：在熱加工過程中由于鋼坯上的飛邊、毛刺、凹陷、夾雜物、皮下氣孔和表面疏松等，在熱變形時金屬流變，開口于表面形成重皮與折疊。

　　3、耳子：指鋼材表面沿軋制方向延伸的凹起。

　　形成原因：軋機孔型間隙過大，使鋼材表面沿孔隙形成凸起。

　　4、刮傷：也叫劃傷，指鋼材表面在外力作用下呈直線或弧形的溝痕(可見到溝底)。

　　二、內部缺陷

　　1、偏析：實際上是鋼中化學成分不均分現象的總稱。在酸浸試樣上，當偏析是易蝕物質或氣體夾雜聚集是呈顏色深暗、形狀不規則、略顯凹陷、底部平坦，并有很多密集微孔的斑點，若為抗蝕元素聚集，則呈顏色淺淡，形狀不規則，比較光滑的微凹斑點。根據偏析出現的位置和形狀，通常把它們歸納為以下幾類：

　?、僦行钠觯撼霈F在中心部分，呈形狀不規則的深暗斑點。

　?、阱V型偏析：集中在一條寬窄不同、具有原鋼錠橫截面形狀(一般為方形)的閉合帶上的深暗色斑點，所以錠型偏析也叫方框偏析。

　?、埸c狀偏析：斑點一般較大，呈顏色較深、略顯凹陷的圖形，橢圓形或瓜子形。一般分布的，稱為一般點狀偏析：分布在鋼材邊緣部分的，叫做邊緣點狀偏析。

　　形成原因：偏析是在鋼錠澆注凝固過程中，由于選擇結晶和擴散作用引起某些元素的聚集。偏析是一般生產情況下無法避免的。

　　2、疏松：鋼材內部的孔隙，這種孔隙在低倍樣上一般呈現不規則多邊形，底部尖狹的凹坑，通常多出現在偏析斑點之內。嚴重時，有連成海綿狀的趨勢。根據疏松分布的情況把它們分為中心疏松和一般疏松兩大類：

　?、僦行氖杷桑涸诘捅对嚇又行牟课怀始械目障逗桶岛谛↑c?？v向斷口上呈輕微夾層，在顯微鏡下可以看到中心疏松處珠光體增多，說明中心疏松處含碳量增多。

　?、谝话闶杷桑涸诘捅对嚇由辖M織致密，呈分散的小孔隙和小黑點?？紫抖喑什灰巹t的多邊形或圖形，分布在除了邊沿部分以外的整個斷面上。

　　中心疏松一般出現在鋼錠頭部和中部，和一般疏松的區別在于分布在鋼材斷面和中心部位而不是整個截面。通常含碳量越高的鋼中，中心疏松越嚴重。

　　形成原因：鋼錠在凝固過程中，由于晶間部分低熔點物質最后凝固收縮和放出氣體產生空隙，而在熱加工過程中未配焊管。

　　在鋼中，輕微的偏析，較高的疏松級別是可以允許存在的。

　　3、夾雜：夾雜分金屬夾雜和非金屬夾雜。

　?、俳饘賷A雜：主要是澆鑄過程中，金屬條、片、塊誤落入鋼錠模內或在冶煉末期加入的鐵合金塊等未及熔化所形成的缺陷，在低倍樣上，多呈現邊緣清晰，顏色與周圍顯著不同的幾何形狀。

　?、诜墙饘賷A雜：在澆注過程中，沒有來得及浮出的熔渣或剝落到鋼水中的爐襯和澆注系統內壁的耐火材料等，較大的非金屬夾雜物很好辨認，而較小的夾雜腐蝕后剝落，留下細小的圓形小孔。

　　4、縮孔：在低倍樣上，縮孔位于中心部位，其周圍常是偏析、夾雜或疏松密集的地方，有時在腐蝕前就可以看到洞穴或縫隙。腐蝕后孔穴部分變暗，呈不規則褶皺的孔洞。

　　形成原因：鋼錠澆注時，最后凝固的部分(心部)鋼液凝固收縮后得不到填充而遺留的宏觀孔穴，縮孔主要形成在鋼錠頭部(帽口端)。

　　5、氣泡：在低倍樣上，是與表面大致垂直的裂縫，附近略有氧化和脫碳現象，在表面以下的位置存在稱為皮下氣泡，較深的皮下氣泡稱為針孔。

　　形成原因：鋼錠澆注過程中所產生的氣體和放出的氣體造成的缺陷。

　　6、裂紋：在低倍樣上，軸心位置沿晶間開裂，成蛛網狀，嚴重時呈放射狀開裂。

　　形成原因：主要是兩種，一種是鋼錠在凝固冷卻時，由于某種原因而產生的內部撕裂，在鍛軋過程中未能焊合;另一種則由于鍛造不當而產生的內部開裂。

　　7、白點：在低倍樣上呈細短的裂縫，一般集中在鋼材的內部，在厚度20-30mm表面層內幾乎沒有，因為裂紋不易區分，應補作斷口試驗予以驗證。白點在斷口上顯示為粗晶粒狀的銀亮白點。

　　形成原因：一般認為是氫和組織應力的作用，就是氫氣脫析集到疏松微孔中產生巨大壓力和鋼相變時所產生的局部內應力聯合造成的細小裂縫。

　　三、外形尺寸缺陷

　　1、尺寸起差：包括鋼材的長度、直徑、厚度、正負公差、修磨深度、寬度等尺寸不符合訂貨標準的要求。

　　2、橢圓度：指圓形截面的鋼材截面上最小直徑之差。

　　3、彎曲度：鋼材在長度和寬度方向不平直，不同材料的彎曲度有不同的名稱，型材以彎曲度表示;板、帶則以鐮刀彎、波浪彎、飄曲度表示。

　　4、扭轉：條形鋼材沿軸向扭成螺旋狀。

　　鋼絲常見缺陷

　　1、劃傷：一般屬于在拉拔過程中磷化質量不佳，導制拉絲模損壞而劃傷鋼絲表面

　　2、麻坑：一般屬于銹蝕或者原材料盤條表層氣泡遺傳

　　3、局部皴裂：一般屬于局部非金屬夾雜或者原材料盤條局部存在硬化相組織，后續經拉拔不利于延展引起

　　4、裂紋：一般屬于原材料盤條遺傳或者細規格鋼絲壓縮率過大，使鋼絲內應力過大引起

　　5、彎曲：一般屬于人為搬運掛彎

　　6、橢圓：拉絲模橢圓引起

　　7、脫碳：原材料遺傳或熱處理時氧化嚴重所致

　　客戶使用中常見問題

　　1、繞制斷裂：1、局部存在缺陷2、彈簧旋繞比小，鋼絲硬度過大3、局部出現硬化組織，材料通條性差，一般與材料局部偏析有關

　　2、繞制有響聲：鋼絲表面潤滑不夠，表層氧化膜不均勻或者材料硬度高

　　3、簧徑不穩定，高度不一：鋼絲通條性能不好，或者繞簧機設置出現異常

　　4、疲勞壽命達不到要求：1、材料表面存在麻坑、劃傷、擦傷、裂紋、微裂紋(噴丸不當產生)表層非金屬夾雜、折疊、脫碳或者材料偏析嚴重等2、彈簧設計不當、兩端不平在做疲試時應力集中某一點2、材料組織粗大3、表面噴丸不充分4、繞簧后回火不充分，應力未完全清除

　　這種產品嚴謹接觸酸，容易脆斷(也就是氫脆)

　　非金屬夾雜：a:硫化物b：氧化鋁c:硅酸鹽d:球狀氧化物

介紹我國油淬火一一回火彈簧鋼絲的發展歷史、企業現狀、生產工藝流程和裝備以及與油淬火一回火彈簧鋼絲存在的主要問題，提出了改進油淬火一回火彈簧鋼絲的建議。