單件熱處理淬火的冷卻時間包括預冷、介質中冷卻和出介質后空氣中的冷卻三個基本部分。
(1) 預冷的冷卻時間保證工件在Ar以上。
對于結構鋼(碳鋼和低合金鋼),可以按照t=12+RS計算。式中,t為工件預冷時間,s;S為工件最薄處得厚度,mm;R為經驗系數,取值3~5s/mm。
對于模具鋼,按照預冷時間t=有效尺寸D×預冷系數,預冷系數小型模具取1.5~2s/mm,大型模具取值2s/mm,一般計算結果是小型模具3~5min,大型模具6~8min。
(2)介質中冷卻時間在確定有效尺寸之后,可以按照不同直徑棒料分別在水、油和空氣中冷卻時的冷卻曲線,并結合剛中的Ms點、組織要求來確定出介質時間,也可以通過經驗公式來確定出介質時間。
根據經驗確定出介質時間的數據。
① 低、中淬透性的工件
a.水—油雙液淬火:對于有效厚度<50mm的工件,在水中的冷卻時間按2~4s/10mm計
算,小件以及復雜件取下限2s,大件以及形狀簡單的工件取上限4s。對于大截面的低合金鋼的有效尺寸按1.5~3s/10mm。
b.油—空冷淬火:油中的冷卻時間按有效尺寸×(6~10)s/10mm;出油時觀察工件表面的油煙顏色,當時黃煙并且很快燃燒著火時,表明工件在油中的冷卻時間短了。如果工件出油是冒藍煙,且不著火,表明在油中的冷卻時間合理。對于出油溫度高的,應該立即將工件返回到油中補充繼續冷卻。
c.水—空冷卻淬火:工件有效尺寸≤30mm,水中的冷卻按0.5s/mm,工件直徑>30mm,水中的冷卻按1s/mm計算。
②高淬透性的模具鋼
a.對于860℃奧實體化的工件冷卻t=【(D+50)/100】2×4(min);D為模具有效高度,mm;此時模具的出油溫度約為200℃。
b.對于860℃奧氏體化的工件冷卻t=K×V/S(min),V為模塊體積,S為模塊表面積。K為靜止油冷,取值1.12,攪拌油冷取值1.28,此公式的計算結果是出油溫度90~130℃。
(3)出介質后空氣中的冷卻的控制根據工件的Mf的溫度來確定。