如何预防工件产生淬火畸变和开裂

影响淬火畸变和开裂的因素很多，除淬火工艺外，还与工件的设计与选材、材料的质量、预备热处理及冷热工艺的配合等因素有关。应综合各方面的因素采取相应的措施，才能取得预期的效果。

1)合理设计。设计工件时应尽量减小截面尺寸的差异，必要的截面变化应平滑过渡，避免薄片和尖角；工件应尽可能对称，必要时可适当增加工艺孔。

2)正确选择材料。对于形状复杂或畸变要求小的工件应选用淬透性好的合金钢，以便在冷却速度较小的淬火介质中冷却，从而减小畸变和开裂的倾向。

3)合理制订预备热处理工艺。低、中碳钢工件应进行退火、正火或调质处理，以细化晶粒，使组织均匀；高碳钢工件应进行球化退火，以得到组织均匀的球状珠光体。原始组织为粒状索氏体的工件淬火畸变最小，其次是片状索氏体，片状珠光体最大。因此，预备热处理应尽可能得到均匀分布的细粒状索氏体。为消除机械加工中产生的内应力，粗加工或半精加工后应进行去应力处理。

4)合理选择工装、卡具和装炉方式

①对可能产生畸变和开裂的部位采取预防性保护措施。如对于截面不对称的零件，应用铁丝或石棉绳绑扎，以保证加热和冷却均匀，从而减小其淬火时产生的内应力。

②对非工作部位的孔用石棉或耐火泥堵塞；对某些易变形的部位可以用机械方法预先加固，如用螺栓固定、对非工作面焊接加强肋等。

③为减小因自重引起的变形，细长工件应尽量垂直吊挂。在箱式炉中加热时，要单层放置，避免堆放挤压。长工件不得不平放时应保持平直，进行合理地支撑。

5)选择合理的加热规范。对形状复杂或高合金钢工件应进行一次或两次预热，以减少加热时产生的热应力。在能达到技术要求的前提下，尽量采用较低的淬火加热温度和较短的加热时间，以减小热应力。

6)正确选择淬火介质和淬火方法。在保证力学性能的前提下，尽量选用冷却速度较小的淬火介质和冷却速度较小的淬火方法，以减小淬火产生的热应力和相变应力，如预冷淬火、双介质淬火、分级淬火、等温淬火等。

7)正确选择工件淬入方向。

8)工件淬火后应及时回火，以防开裂。

9)尽量避开材料的淬裂危险尺寸，如碳钢为直径Φ8~Φ15mm，合金钢为Φ25~Φ40mm。必要时可降低冷却速度，采用冷速较缓慢的淬火介质。

10)采取防氧化、脱碳措施，避免工件脱碳。因为表面脱碳后，在淬火过程中，表面强度低，会由于组织转变的不同时性而产生裂纹。

11)采取加压淬火、预加变形和预加应力淬火等方法。