钢铁件的火焰淬火回火的质量控制及劳动保护的基本要求

钢铁件的火焰淬火回火处理

1 范围

本标准规定了钢铁件的火焰淬火回火的质量控制及劳动保护的基本要求。

本标准适用于钢铁件的火焰淬火后，在加热设备中进行回火的处理，也适用于火焰淬火自热回火的处理。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 224 钢的脱碳层深度测定方法

GB/T 230.1 金属洛氏硬度试验 第1部分：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）[GB/T 230.1—2004，ISO 6508-1：1999 Metallic materials—Rockwell hardness test—Part 1：Test method（scalesA、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T），MOD]

GB/T 4340.1 金属维氏硬度试验 第1部分：试验方法（GB/T 4340.1—1999，eqv ISO 6507-1：1997）

GB/T 4341 金属肖氏硬度试验方法（GB/T 4341—2001，eqv JIS Z2246：1992）

GB/T 5617 钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定（GB/T 5617—2005，ISO3754：1976，NEQ）

GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法（GB/T 6394—2002，ASTM E112：1996，MOD）

GB 15735 金属热处理生产过程安全卫生要求

JB/T 4009 接触式超生纵波直射探伤方法

3 工件

3.1 工件材料

推荐钢铁材料见表1。

表1 钢铁材料

（续）

（续）

3.2 处理前工件的原始材料

处理前工件的原始材料见表2。

表2 原始材料

3.2 处理前工件的原始材料

处理前工件的原始材料见表2。

表2 原始材料

① 这些项目的一般件可部分或全部省略。

3.3 处理前工件的外观、尺寸及表面状态

处理前工件的外观、尺寸及表面状态见表3。

表3 处理前工件的外观、尺寸及表面状态

① 这些项目的一般件可部分或全部省略。

3.3 处理前工件的外观、尺寸及表面状态

处理前工件的外观、尺寸及表面状态见表3。

表3 处理前工件的外观、尺寸及表面状态

① 这些项目的一般件可部分或全部省略。

3.4 处理前工件的验收

在接受待处理件时，应按3.2、3.3规定的项目验收。

4 处理设备

4.1 供气装置

4.1.1 燃烧气体供给装置，不论是乙炔发生器、乙炔汇流排，或是燃气贮气罐，必须配有输出控制装置、压力计和安全阀。在稳定状态下输出燃烧气体的压力应控制在0.9×10⁵～1.1×10⁵Pa范围内，温度不高于60℃。乙炔发生器的水温不高于40℃。

4.1.2 氧气瓶和氧气汇流排应装有压力计和减压阀，在稳定状态下输出氧气压力应控制在2×10⁵～3.5×10⁵Pa（适于小件）和5×10⁵～15×10⁵Pa（适于大件）范围内。氧气瓶压力应为210×10⁵Pa。

4.2 测温装置

处理重要件时，测温元件应为光电高温计或便携式红外辐射温度计。

4.3 淬火冷却设备

淬火冷却槽应有足够的容量，并应配备适当的循环装置及温度调节装置。浸液淬火的冷却槽中应配备具有一定流速的搅拌装置或具有同样效果的装置。

4.4 淬火机床

根据工件的形状、大小，可设置适当的一次式淬火机床或移动式淬火机床，或其他适合于处理部位形状的淬火机床，但均应具有表4规定的精度。

表4 淬火机床的精度

① 这些项目的一般件可部分或全部省略。

3.4 处理前工件的验收

在接受待处理件时，应按3.2、3.3规定的项目验收。

4 处理设备

4.1 供气装置

4.1.1 燃烧气体供给装置，不论是乙炔发生器、乙炔汇流排，或是燃气贮气罐，必须配有输出控制装置、压力计和安全阀。在稳定状态下输出燃烧气体的压力应控制在0.9×10⁵～1.1×10⁵Pa范围内，温度不高于60℃。乙炔发生器的水温不高于40℃。

4.1.2 氧气瓶和氧气汇流排应装有压力计和减压阀，在稳定状态下输出氧气压力应控制在2×10⁵～3.5×10⁵Pa（适于小件）和5×10⁵～15×10⁵Pa（适于大件）范围内。氧气瓶压力应为210×10⁵Pa。

4.2 测温装置

处理重要件时，测温元件应为光电高温计或便携式红外辐射温度计。

4.3 淬火冷却设备

淬火冷却槽应有足够的容量，并应配备适当的循环装置及温度调节装置。浸液淬火的冷却槽中应配备具有一定流速的搅拌装置或具有同样效果的装置。

4.4 淬火机床

根据工件的形状、大小，可设置适当的一次式淬火机床或移动式淬火机床，或其他适合于处理部位形状的淬火机床，但均应具有表4规定的精度。

表4 淬火机床的精度

（续）

（续）

① 将检验棒插入主轴锥孔，在距主轴端面300mm处测量。

② 装上直径大于300mm的圆盘，在半径150mm处测量。

③ 测量工作习惯行程300mm的平均速度。

4.5 回火设备

4.5.1 回火加热设备有效加热区的温度偏差应符合表5的规定。

表5 回火加热设备有效加热区的温度偏差 （单位：℃）

① 将检验棒插入主轴锥孔，在距主轴端面300mm处测量。

② 装上直径大于300mm的圆盘，在半径150mm处测量。

③ 测量工作习惯行程300mm的平均速度。

4.5 回火设备

4.5.1 回火加热设备有效加热区的温度偏差应符合表5的规定。

表5 回火加热设备有效加热区的温度偏差 （单位：℃）

4.5.2 应配备能跟踪回火温度与时间关系的自动记录装置，其热电温度测定装置的指示器经校正后温度读数的总误差应符合表6的规定。

4所示的精度控制要求。

表4 感应加热电源的控制精度

① 该项目对一般件可部分或全部省略。

② 确定对感

表6 温度指示器的总误差 （单位：℃）

n class="bold">6 感应淬火回火设备<

4.6 设备的保养

应遵守操作规程和维修保养制度，并保存有关记录，保证设备的精度和使用性能。

5 处理方法

5.1 处理方法的确定

处理前工件验收合格后，应根据钢种、热处理目的、表面质量及性能要求、使用的处理设备、处理后的加工等具体条件，选择合适的处理方法。

5.2 喷射器、火焰喷嘴、冷却水嘴及夹具的检查

应检查喷射器、火焰喷嘴、冷却水嘴及夹具有无损坏、变形等。火焰喷嘴和冷却水嘴的火孔、水孔不应有脏物堵塞。

5.3 工件的装夹

在处理过程中，工件与火焰喷嘴、冷却水嘴应保持正确的相对位置，不应有偏心和倾斜。

5.4 淬火工艺规范的制定

5.4.1 处理方法确定后，必须按表7所规定的各项工艺参数确定具体的数值。

表7 淬火工艺规范参数

4.6 设备的保养

应遵守操作规程和维修保养制度，并保存有关记录，保证设备的精度和使用性能。

5 处理方法

5.1 处理方法的确定

处理前工件验收合格后，应根据钢种、热处理目的、表面质量及性能要求、使用的处理设备、处理后的加工等具体条件，选择合适的处理方法。

5.2 喷射器、火焰喷嘴、冷却水嘴及夹具的检查

应检查喷射器、火焰喷嘴、冷却水嘴及夹具有无损坏、变形等。火焰喷嘴和冷却水嘴的火孔、水孔不应有脏物堵塞。

5.3 工件的装夹

在处理过程中，工件与火焰喷嘴、冷却水嘴应保持正确的相对位置，不应有偏心和倾斜。

5.4 淬火工艺规范的制定

5.4.1 处理方法确定后，必须按表7所规定的各项工艺参数确定具体的数值。

表7 淬火工艺规范参数

① 火焰淬火采用中性焰，它由焰心、内焰、外焰三部分组成。焰心是一个光亮的蓝白色小圆锥体，位于喷嘴出口处。

5.4.2 所确定的火焰淬火工艺规范和火焰喷嘴及冷却水嘴，须经试验验证。

5.4.3 根据工件材料种类、形状、尺寸选用适当的淬火冷却介质及其压力和流量。水、油和聚合物水溶性淬火冷却介质的常用温度范围见表8。

表8 水、油、聚合物水溶性淬火冷却介质的温度范围(www.xing528.com)

① 火焰淬火采用中性焰，它由焰心、内焰、外焰三部分组成。焰心是一个光亮的蓝白色小圆锥体，位于喷嘴出口处。

5.4.2 所确定的火焰淬火工艺规范和火焰喷嘴及冷却水嘴，须经试验验证。

5.4.3 根据工件材料种类、形状、尺寸选用适当的淬火冷却介质及其压力和流量。水、油和聚合物水溶性淬火冷却介质的常用温度范围见表8。

表8 水、油、聚合物水溶性淬火冷却介质的温度范围

5.5 回火工艺规范的制定

5.5.1 根据工件的材料、硬度或图样要求，确定回火温度和回火时间。

5.5.2 经表面淬火后的工件应及时回火，其间隔时间不大于4h。

5.6 附属工序

5.6.1 淬、回火后对工件进行校正时产生的残余应力，应不影响以后的机械加工质量和使用性能。必要时，校正后应进行不高于回火温度的处理。

5.6.2 处理后对工件进行清理时，不应使其受到腐蚀及其他有害影响。

5.7 处理情况的记录

处理方式、工艺参数、质量检验结果均应有记录及操作者签名，并保存一定期限。

6 处理后工件的质量

处理后工件的质量应达到有关技术标准或图样的要求，并要保证误差在允许范围内。

6.1 外观

表面不应有过烧、熔化、裂纹等缺陷。

6.2 表面硬度

表面硬度的范围应符合表9、表10、表11的规定。

注：表中硬度值均为实测数值，其波动范围没有直接换算关系。同一批件指在相同工艺条件下处理的一批相同的工件。

表9 洛氏硬度波动范围

5.5 回火工艺规范的制定

5.5.1 根据工件的材料、硬度或图样要求，确定回火温度和回火时间。

5.5.2 经表面淬火后的工件应及时回火，其间隔时间不大于4h。

5.6 附属工序

5.6.1 淬、回火后对工件进行校正时产生的残余应力，应不影响以后的机械加工质量和使用性能。必要时，校正后应进行不高于回火温度的处理。

5.6.2 处理后对工件进行清理时，不应使其受到腐蚀及其他有害影响。

5.7 处理情况的记录

处理方式、工艺参数、质量检验结果均应有记录及操作者签名，并保存一定期限。

6 处理后工件的质量

处理后工件的质量应达到有关技术标准或图样的要求，并要保证误差在允许范围内。

6.1 外观

表面不应有过烧、熔化、裂纹等缺陷。

6.2 表面硬度

表面硬度的范围应符合表9、表10、表11的规定。

注：表中硬度值均为实测数值，其波动范围没有直接换算关系。同一批件指在相同工艺条件下处理的一批相同的工件。

表9 洛氏硬度波动范围

表10 维氏硬度波动范围

表10 维氏硬度波动范围

表11 肖氏硬度波动范围

表11 肖氏硬度波动范围

6.3 有效硬化层深度

有效硬化层深度的波动范围不允许超过表12的规定。

表12 有效硬化层深度的波动范围

6.3 有效硬化层深度

有效硬化层深度的波动范围不允许超过表12的规定。

表12 有效硬化层深度的波动范围

6.4 硬化区范围

硬化区范围按图样或有关技术文件规定的表面硬化区而定，必须规定合理的允许偏差。整体表面淬火的板件，其非淬硬边缘和轴件的非淬硬端部不大于10mm。大型工件允许留软带，其宽度不大于10mm，软带间距应大于100mm。

6.5 金相组织

淬火部位的金相组织，根据工件的材料和性能要求应为正常的淬火组织，或淬火回火组织。

6.6 畸变

处理后工件的畸变量应不影响以后的机械加工质量和使用性能。具体工件允许的畸变量由有关双方协商确定。

7 质量检验方法

7.1 取样

取样应用处理后的工件，取样困难时，可以采用模拟试样。

7.2 缺陷检验

裂纹、伤痕的检验采用放大镜肉眼鉴定，或按JB/T 4009进行超声波检测。

7.3 硬度检验

硬度应符合GB/T 230.1、GB/T 4340.1、GB/T 4341的规定。对大型工件可采用超声硬度或便携式里式硬度计检验。

7.4 有效硬化层深度测量

有效硬化层深度应符合GB/T 5617的规定。

7.5 金相组织检验

晶粒度、脱碳、马氏体级别等的检验应符合GB/T 6394、GB/T 224、GB/T 5617的规定。

7.6 畸变测量

测定畸变可以用百分表、直尺、塞尺或其他适当仪器、仪表进行。

8 安全技术要求

8.1 操作时必须遵守GB 15735。

8.2 生产现场安全技术规程应包括表13规定的各项主要内容。

表13 生产现场安全技术规程

6.4 硬化区范围

硬化区范围按图样或有关技术文件规定的表面硬化区而定，必须规定合理的允许偏差。整体表面淬火的板件，其非淬硬边缘和轴件的非淬硬端部不大于10mm。大型工件允许留软带，其宽度不大于10mm，软带间距应大于100mm。

6.5 金相组织

淬火部位的金相组织，根据工件的材料和性能要求应为正常的淬火组织，或淬火回火组织。

6.6 畸变

处理后工件的畸变量应不影响以后的机械加工质量和使用性能。具体工件允许的畸变量由有关双方协商确定。

7 质量检验方法

7.1 取样

取样应用处理后的工件，取样困难时，可以采用模拟试样。

7.2 缺陷检验

裂纹、伤痕的检验采用放大镜肉眼鉴定，或按JB/T 4009进行超声波检测。

7.3 硬度检验

硬度应符合GB/T 230.1、GB/T 4340.1、GB/T 4341的规定。对大型工件可采用超声硬度或便携式里式硬度计检验。

7.4 有效硬化层深度测量

有效硬化层深度应符合GB/T 5617的规定。

7.5 金相组织检验

晶粒度、脱碳、马氏体级别等的检验应符合GB/T 6394、GB/T 224、GB/T 5617的规定。

7.6 畸变测量

测定畸变可以用百分表、直尺、塞尺或其他适当仪器、仪表进行。

8 安全技术要求

8.1 操作时必须遵守GB 15735。

8.2 生产现场安全技术规程应包括表13规定的各项主要内容。

表13 生产现场安全技术规程

9 产品报告单

产品报告单应包括下列内容：

——工件名称或图号；

——工件的材料；

——工件的数量及重量；

——质量检验结果及结论；

——检验员姓名或代号；

——处理日期： 年 月 日。

9 产品报告单

产品报告单应包括下列内容：

——工件名称或图号；

——工件的材料；

——工件的数量及重量；

——质量检验结果及结论；

——检验员姓名或代号；

——处理日期： 年 月 日。