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等离子体 表面淬火影响 因素及最佳工艺参数 广西工学院机械 工程 系 (545006) 温宗胤 冯树强 李 宝灵 庞新维 【 摘要】 通过对 45 钢的等离子体表面淬火试验及金相分析 ， 探讨 了等离子体淬火工艺参数对材 料硬 化效果 的影响规律 ， 并得 出最佳淬 火工艺参数 。 关键 词 等离子体表 面淬火 最佳 工艺参数 T he Influenced F actors and Optimal T echnology Parameters of Plasma Surface Quenching A bs t r ac t I n this paper ， the test s of plasma surfac e quenching and th e analysis of the micro— photograph of 45 steel w ere carried out ， T he reg ularit y of plas ma— quenching tec hnolog y param et ers that influence the res ult of t he plasm a q ue nching w ere a naly zed ， a nd t he optima l tech nolog y param et ers ha ve been prov ide d． K ey w o r ds 中图分类号 ： T H 17 plas ma surface qu enching ， optimal tec hnology paramet ers 文献标识码 ： A 近年来， 利用激光和电子束等高能束对钢铁材 料进行表面淬火的技术取得 了较大的进展 ， 尤其是 激光淬火技术 已成功应用于某些生产场合。激光淬 火具有质量高， 无污染 ， 高效率等特点， 但激光和电 子束热 处理 技术 热源 发生 器价 格 昂贵 ， 不便 于在 生 产现场使用 ， 同时要求较高的操作技能， 因而其应用 也受到较 大的 限制 。 等离子束能量密度虽稍低于激光和电子束， 与 之相 比， 等离子淬火技术具有效率高， 成本低 ， 设备 操作维护简单 ， 无污染， 无需抽真空等一系列的优 点 ， 是钢铁材料热处理领域 中一项有 良好发展前景 的技术 。 1试验条件 与试验过程 1． 1试 验条件 使 用 CG P200 型 等 离 子 发 生 器、 特 制 的 L HQ 300 型非转移弧喷枪， 改装的 c Q6140 车床等 共同组成等， 离子体淬火装置(主要技术参数如表 1 所示) ， 对正火态的 45 钢试件进行了表面淬火 。 表 1 等离子体淬火装置主要技术参数 喷／嘴r a直径m 电 流 ／ m工件m ／扫m m速 in 。工作 气体q一 ”气M Pa ／ A 臣 离 · ? 4． O～ 4．5 80 ～ 1 3O 7 ～ 10 4． 2～ 6． 3 N 2～0O． 0． O507 5 沿垂直 于扫描方 向截取试 样 ， 用 HX 200 型显 微 硬度计测定硬度， 用奥林巴斯 PM E 光学显微镜观 察金相组 织 。 1． 2试 验过程 在所设 的试验参数条件下， 为了减少试验数量 和更科学地研究各个工艺参数对淬火效果的影响， 采用了正交试验方法， 正交试验因子、 水平见表 2。 ． 38 ． 《 新技术新工艺》 · 热加工工艺技术与装备 表 2正交试验 因子、 水平表 2试验的结果与分析 2． 1 等离子体 淬火显微组织 工艺参数为： D = 4． 5 mlTl ， 1：125 A ， V 一4． 2 m／ rnin ， H = 8 mm ， P 一0． 075 M Pa 。 等离子体淬火试样经抛光后， 采用 4 酒精溶液腐蚀得到的显微组织为呈月牙状的淬火带 全貌 。 白亮层 由完全的细小板条状马氏体组成， 显微 硬度为 HV 824； 过渡区由马氏体 、 回火珠光体、 铁素 体的混合而成 ， 其硬度可以达到 HV 614； 基体则 由 珠光体和铁素体所构成 ， 硬度为 HV 227。 等离子弧 的能量密度与激光束接近( 高达 1O w ／ cITI ) ， 因此 ， 在淬火过程 中使材料表层超快速加 热至奥氏体状体 ， 随即因金属 自身的热传导作用快 速冷却 ， 实现马氏体转变， 与常规淬火相 比， 这种转 变过程非常迅速 ， 因此 ， 完全淬火层形成的马氏体组 织非常细。 且硬度很高。 受加热过程形成的温度场 影响， 完全淬火层与基体之间形成一个较窄的不完 全淬火 区 (过 渡区 ) 。 2． 2淬 火工艺参数对 淬火质量 的影响 等离子体淬火质量主要综合考察各工艺参数对 淬硬层的深度、 宽度、 硬度及表面粗糙度的影响， 并 结合实际应用要求， 得出本次试验条件下的最佳工 艺 参数 。 2． 2． 1 喷嘴的直径 喷嘴直径的大小变化对等离子 电弧的能量分布 2005 年 第 2 期 的硝酸 。 维普资讯 http://www.cqvip.com