摘要: 通过试验研究65Mn 钢水空间隙淬火处理后的力学性能和微观组织。实验结果表明,经间歇淬火处理的65Mn 弹簧钢板的力学性能得到了大幅度的提升。
长期以来,高强度弹簧钢板( 65Mn,60Si2Mn等) 均采用油淬+ 中温回火方式进行热处理[1]。在钢板弹簧钢热处理中一直使用传统的机油淬火,虽然在某种条件下可以保证板簧的热处理性能,但也存在许多突出的问题,例如: 在淬火过程中油烟很大,产生大量有害气体,严重污染环境[2],并危害工人的身体健康; 由于机油的反复使用,冷却能力下降,不能保证淬火后的硬度和淬硬层的深度等。尤其是随着近年来国家节能减排力度日益加大,取代机油淬火对节能减排和降低成本来说都是亟待解决的课题。
国内外学者对65Mn 材料进行了大量研究:沈阳大学于温馨[3]和江西长力公司李西平[4]等针对PAG 水溶液替代油淬进行了分析研究,同时他们对试样在不同浓度PAG 溶液中的冷却曲线进行了测量。结果表明,高浓度PAG 溶液的冷却能力接近油淬。但由于高温粘附作用会被试样带出,浓度处于动态变化中,处理结果波动较大,故PAG 溶液在使用过程中不够稳定。济钢集团李春梅等[5 ~ 9]通过分析研究油淬过程中65Mn 钢的金相组织变化,改进油淬工艺,以使材料获得更高性能。同时国内外还有采用等温淬火、盐浴处等[10 ~ 13]方法对弹簧钢进行处理,但这些方法都存在一定缺陷而未能全面推广应用。作为最廉价的淬火介质,水具有固液气三种状态,淬火能力具有非常大的波动性,如图1 所示。水雾可调控性非常之大,通过调节水压、喷射角度等参数能够实现任意的冷却速度,具有广泛的应用意义[14]。我们在前人大量工作和自身前期实践的基础上,对65Mn 弹簧钢板水( 雾) 空间歇淬火工艺进行了探索性试验。
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