對(duì)于高合金鋼、高速鋼、高合金模具鋼的淬火加熱保溫時(shí)間則要適當(dāng)延長(zhǎng),以保證碳化物的溶解和奧氏體化。
在所有工具鋼中,高合金鋼需用保溫的時(shí)間最長(zhǎng)。然而這類鋼的保溫時(shí)間在很大程度上取決于淬火溫度。一般來(lái)說(shuō),為了在淬火時(shí)獲得合適的硬度,對(duì)于淬火溫度要求有一定的保溫時(shí)間。保溫時(shí)間太短,由于溶入奧氏體中碳和合金量不足,使得淬火硬度偏低;保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng),淬火后將有較多的殘留奧氏體,也將使硬度降低。建議保溫時(shí)間為0.5-0.8min/mm。
熱作模具鋼,常加熱到1000℃以上,以使碳化物溶入奧氏體中。在這樣高溫下淬火,晶粒長(zhǎng)大速度很快,因此,要嚴(yán)格控制保溫時(shí)間。在鹽浴爐中加熱時(shí),正常的保溫時(shí)間為20-30min。
在保溫時(shí)間內(nèi),應(yīng)使工件透燒,并保證基本完成向奧氏體的組織轉(zhuǎn)變。一般來(lái)說(shuō),這是保溫時(shí)間的最低限度。過(guò)長(zhǎng)的保溫時(shí)間,不僅耗費(fèi)能源,增加氧化脫碳的深度,降低生產(chǎn)效率,而且有過(guò)熱的可能性,增加淬裂的趨勢(shì)。傳統(tǒng)工藝中的保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng),實(shí)無(wú)必要。
通常,保溫時(shí)間包括工件表面加熱到爐子溫度所需的時(shí)間、透燒時(shí)間及完成內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變所需時(shí)間。鋼的加熱溫度超過(guò)Ac1點(diǎn),鋼中的組織轉(zhuǎn)變包括珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變,碳化物的溶解和奧氏體均勻化。通常淬火加熱溫度在Ac1點(diǎn)50℃以上(合金鋼更高)。在這一溫度范圍內(nèi),珠光體的奧氏體化可充分完成,無(wú)需保溫。碳化物及奧氏體均勻化是一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程。對(duì)于碳鋼及低合金鋼,碳化物溶解及奧氏體均勻化所需時(shí)間都很短。為此,不必過(guò)分延長(zhǎng)工件在爐中的停留時(shí)間。因此,對(duì)于碳鋼和低合金鋼,可以去除淬火保溫時(shí)間中的“透燒時(shí)間”和“組織均勻化時(shí)間”,僅保留工件表面加熱到工藝溫度時(shí)間,即采用“零”保溫淬火。這樣可在保證零件性能的前提下,縮短工藝周期,減少淬火裂紋。