机械制造钢用PAG淬火介质
发布时间： 2012-10-13 16:29:41
机械制造用钢按照用途和热处理特点可分为渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢，通常都是优质或高级优质钢，一般须使用PAG淬火介质经热处理，以发挥材料的力学性能潜力，主要用于制造各种机械零件。
合金弹簧钢
1.1成分特点 ①中、高碳：一般为0.5%-0.9%，但碳量不宜过高，否则使用PAG淬火介质进行热处理的过程中材料易变脆，疲劳抗力也下降。
②主加元素：Si、Mn，主要作用是提高淬透性，同时也提高了屈强比。
③辅加合金：重要用途的弹簧钢还必须加入Cr、V、W等元素，可克服Si、Mn钢的不足（如易过热，有石墨化倾向）。
1.2主要钢种
65Mn和60Si2Mn：以Si、Mn为主要合金元素的弹簧钢，价格便宜，PAG淬火介质热处理的淬透性明显优于碳素弹簧钢。Si、Mn的复合合金化，性能比只用Mn的好得多，这类钢主要用于汽车、拖拉机上的板簧和螺旋弹簧。
50CrVA：含Cr、V、W等元素的弹簧钢。Cr、V复合合金化，不仅大大提高钢的淬透性，而且还提高钢的高温强度、韧性和PAG淬火介质热处理工艺性能。这类钢可制作在:350-400℃温度下承受重载的较大弹簧。
1.3热处理与组织性能
弹簧钢按其成形方法分为冷成形（强化后成形）及热成形（成形后强化）两类。其相应加工和PAG淬火介质热处理工艺为：
①冷成形弹簧：小型弹簧一般用冷拔弹簧钢丝（片）卷成。在冷成形完成后必须进行一次消除内应力，稳定尺寸并提高弹性极限的定型处理，处理温度为250-300℃，保温1-2h。
②热成形弹簧：对于中大型弹簧，应加热至奥氏体区进行热卷成形，然后用PAG淬火介质淬火和中温450 - 550℃回火，获得回火屈氏体组织，保证了高的弹性极限和足够韧性。
为了提高弹簧的疲劳寿命，目前还广泛采用喷丸强化处理。由于加热过程易造成表面氧化和脱碳等缺陷，故一般还要补充进行一道表面喷丸处理，这样可大大提高其疲劳强度和寿命。如汽车板簧用60S12Mn钢热成形后，经喷丸处理可使其寿命提高3-5倍。
1.4合金弹簧钢的用途
主要用于制造各种弹簧和弹性元件如汽车板弹簧、仪表弹簧、汽阀弹簧等。 滚动轴承钢 2.1成分特点
①高碳：一般为0. 95%-1.10%，以保证其高硬度、高耐磨性和高强度。
②主加元素：Cr为基本合金元素，适宜的铬质量分数为0.40%-1.65%。铬提高淬透性，还形成合金渗碳体(Fe，Cr)。C，呈细密、均匀分布，提高钢的耐磨性，特别是疲劳强度。
③辅加元素：Si、Mn进一步提高淬透性，便于制造大型轴承。V部分溶于奥氏体中，部分形成碳化物VC，提高钢的耐磨性并防止过热。
④高的冶金质量：轴承钢高的接触疲劳性能要求对材料微小缺陷十分敏感，故材料中的非金属夹杂应尽量避免，即应大大提高其冶金质量，严格控制其S、P含量(S<0.02%，P<0.02%)。因此，轴承钢一般采用电炉冶炼和真空去气处理。
2.2主要钢种
轴承钢牌号、热处理、性能及用途是不同的。其中最常用的是GCr15，使用量占轴承钢的绝大部分。
2.3热处理与组织性能
轴承钢的PAG淬火介质热处理主要为球化退火、淬火和低温回火。
以常用的GCr15钢为例，其加工工艺过程为：锻造一正火十球化退火一机械粗加工一淬火十冷处理一低温回火一磨削一去应力回火。
轴承钢锻造组织为索氏体十少量粒状二次渗碳体，硬度255-340HBS。正火的目的是细化组织并消除锻造缺陷，球化退火目的是降低硬度(≤210HBS)便于切削加工，同时为最终PAG淬火介质热处理做好组织准备（球状珠光体）。GCr15钢用PAG淬火液的淬火温度严格控制在820-840℃范围内，油淬获得隐晶马氏体后立即于- 60—-80℃低温冷处理后再低温回火。回火的目的主要是消除内应力，提高韧性，稳定组织和尺寸。回火温度为150-160℃，时间为2-3h，此时其显微组织为回火马氏体十细小弥散碳化物。磨削后的时效在120-150℃进行2-3h，目的是进一步稳定尺寸并消除磨削应力。
2.4滚动轴承钢用途
主要用于制造滚动轴承的内套、外套、滚动体。从化学成分看，滚动轴承钢属于工具钢范畴，历以这类钢也经常用于制造各种精密量具、冷冲模具、丝杠、冷轧辊和高精度的轴类等耐磨零件。 本文参考《金属工艺基础与实践》一书。
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