常规热处理工艺作业指导书.docx
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常规热处理工艺作业指导书
文件编号：
Q/JZ2043
版本号：
1
页数：
22
常规热处理工艺作业指导书
编制：
审核：
批准：
年月日
受控号：
淬火作业
1淬火的准备工作
1.1零件
1.1.1外观检查：
检查零件表面是否有碰伤、裂纹等缺陷，并采取相应措施，清除缺陷，倒圆锐边、尖角、凹坑等。
1.1.2确认零件要求有对淬火的部位、硬度、变形等技术要求，核对零件的形状、材料的加工状态是否与图样及工艺文件符合。
1.1.3在零件的尖角、锐边、孔眼等易开裂部位，应采用防护措施，如包扎铁皮、石棉绳、堵塞螺钉。
1.1.4对表面不允许氧化、脱碳的零件，当在空气炉中加热时，应在零件表面涂以饱和硼砂水溶液或石墨油（10%石墨粉+90%机油），也可以采用生铁屑+15%木炭作填料装箱密封，有条件情况下可采用盐浴炉、真空炉等加热。
1.2根据工艺规范要求选择设备及监控仪表，并检查设备，仪表是否正常。
1.2.1加热设备有效加热区的允许温度偏差见附录Ⅱ表
（一）；仪表精度不得低于0.5级，必需在有效检定期内使用。
1.2.2加热设备都应配有经计量检定合格的温控仪表，应有自动记录仪记录作业过程，要求仪表的指示及记录的总误差不得超过附录Ⅱ表
（二）规定。
1.2.3对高合金钢淬火所用的高温炉进行温度测校，并用金相试样核对其准确性。
1.3按工艺规定选择合适的工夹具，并严格检查，不得使用有严重烧损.锈蚀.变形的工夹具。
1.3.1对随炉加热用的吊具，应进行严格的热强度校核；对吊中、大件冷用吊具应进行冷强度校核。
1.3.2对成批量的不锈钢件等高温合金的随炉吊具应采用1Cr18Ni9Ti等低耐高温合金制作。
1.4淬火冷却装置冷却介质
1.4.1淬火冷却介质的使用温度及适用范围应符合附录Ⅰ表（三）的规定。
1.4.2淬火冷却设备应保证工件表面各部位均匀冷却。
冷却槽中应配有冷却介质适当循环的搅拌装置或有同样效果的装置。
1.4.3水槽中的水，水溶液或混合水溶液（包括新型水溶性淬火介质）不应含有过量的有害物质。
水溶液的成分及浓度应适合淬火要求。
1.4.4油槽中的油，应符合有关淬火油的国家或石油部标准。
对淬火油必须定期进行检验。
1.4.5淬火用热浴熔剂应具有符合淬火要求的冷却性能，不易老化，成分均匀，不得含有过量的有害杂质，对工件不能有腐蚀及其它有害作用。
2操作方法及注意事项
2.1装炉
2.1.1零件均应摆放于炉内有效加热区，在箱式炉中一般为单层排列加热，工件间留有适当间隙。
小件可适当堆放，但要酌情增加保温时间；台车炉加热工件尽量不状框，框装工件，应符合2.2.4款要求并防止变形。
2.1.2细长零件应尽量在井式炉或盐浴炉中垂直吊挂加热。
2.1.3同炉加热的零件，截面尺寸不宜相差过大，大截面零件应摆放在炉膛里面，以便小件先出炉。
大小零件应分别计算加热时间。
2.1.4允许不同材料但加热温度相同的零件同炉加热；原则上不允许高温段加热温度差别太大的工件同炉加热。
2.1.5碳钢及低合金钢中小截面的零件，可直接装入与淬火温度相同或高于淬火温度0～30℃的炉中加热，即高温快速加热。
2.1.6高合金钢和形状复杂的中小截面的铸钢件，应在550～650℃以下装炉，并经550～650℃预热保温后，才能进行升温加热。
2.1.7高合金钢及大截面碳钢或低合金钢零件要经过一次或二次预热，才能加热淬火。
2.1.8平放的平板类、轴类及带台阶类装炉时，应有有效的支垫手段防止加热变形。
2.1.9常用钢材的淬火工艺规范见附录Ⅰ表（六）、（七）、（八）。
2.2淬火
2.2.1成批生产的零件，应先淬1～2件，待检查合格后继续处理，在处理过程中定期抽检，以免产生成批废品。
2.2.2零件在加热过程中应随时观察炉温和升温速度的变化，对有升温及降温速度控制要求的，按30min为时间间隔阶梯状调温度。
1.4.3水槽中的水，水溶液或混合水溶液（包括新型水溶性淬火介质）不应含有过量的有害物质。
水溶液的成分及浓度应适合淬火要求。
1.4.4油槽中的油，应符合有关淬火油的国家或石油部标准。
对淬火油必须定期进行检验。
1.4.5淬火用热浴熔剂应具有符合淬火要求的冷却性能，不易老化，成分均匀，不得含有过量的有害杂质，对工件不能有腐蚀及其它有害作用。
2操作方法及注意事项
2.1装炉
2.1.1零件均应摆放于炉内有效加热区，在箱式炉中一般为单层排列加热，工件间留有适当间隙。
小件可适当堆放，但要酌情增加保温时间；台车炉加热工件尽量不状框，框装工件，应符合2.2.4款要求并防止变形。
2.1.2细长零件应尽量在井式炉或盐浴炉中垂直吊挂加热。
2.1.3同炉加热的零件，截面尺寸不宜相差过大，大截面零件应摆放在炉膛里面，以便小件先出炉。
大小零件应分别计算加热时间。
2.1.4允许不同材料但加热温度相同的零件同炉加热；原则上不允许高温段加热温度差别太大的工件同炉加热。
2.1.5碳钢及低合金钢中小截面的零件，可直接装入与淬火温度相同或高于淬火温度0～30℃的炉中加热，即高温快速加热。
2.1.6高合金钢和形状复杂的中小截面的铸钢件，应在550～650℃以下装炉，并经550～650℃预热保温后，才能进行升温加热。
2.1.7高合金钢及大截面碳钢或低合金钢零件要经过一次或二次预热，才能加热淬火。
2.1.8平放的平板类、轴类及带台阶类装炉时，应有有效的支垫手段防止加热变形。
2.1.9常用钢材的淬火工艺规范见附录Ⅰ表（六）、（七）、（八）。
2.2淬火
2.2.1成批生产的零件，应先淬1～2件，待检查合格后继续处理，在处理过程中定期抽检，以免产生成批废品。
2.2.2零件在加热过程中应随时观察炉温和升温速度的变化，对有升温及降温速度控制要求的，按30min为时间间隔阶梯状调温度。
附录Ⅰ
表
（一）常用淬火冷却介质的冷却烈度H值
搅动情况
淬火冷却烈度
空气
油
水
盐水
静止
0.02
0.25～0.30
0.9～1.0
2.0
中等
-
0.35～0.40
1.1～1.2
-
强
-
0.50～0.80
1.6～2.0
-
强烈
0.08
0.08～1.10
4.0
5.0
表
（二）部分常用钢的临界直径D0
淬透性类别
好
中
差
临界
直径D0
水淬
（H=1.2）
>80
80～40
<40
油淬
（H=0.4）
>40
40～25
<25
常用钢种
W18Cr4V，W9Cr4V2，Cr12，Cr12MoV，Cr12W，3W4Cr2V，3Cr2W8V，5CrniMo，5CrMnMo，40CrNi2Mo，34CrNi3Mo
45Mn2，30CrMo，35CrMo，42CrMo，20CrMo，40CrNi，40CrNiMo，CrW5，38CrMoAl，4Cr9Si2，4Cr10Si2Mo，CrWMn，5CrW2Si，60Si2Mn，GCr15
35，40，45，60，20Cr，30Cr，40Cr，45Cr，T10，T12，65，75
表（三）常用淬火冷却介质的使用温度范围
冷却设备
冷却介质
使用温度（℃）
适用范围
水
槽
水
15～30
淬透性差，形状简单的工件
水溶液
盐类水溶液
20～60
淬透性差，形状简单的工件
碱类水溶液
20～50
淬透性差，形状较复杂的工件
有机聚合物水溶液
20～80
淬透性中等或差，形状复杂的工件
油槽
普通淬火油
30～80
淬透性中等或好的工件
空冷
空气
无特别规定时，指定室温
淬透性好，形状复杂的中小件
热
浴
槽
等温淬火浴
预定温度
±10
淬透性中等或好，形状复杂的小件
分级淬火浴
预定温度
±20
淬透性中等或好，形状复杂的小件
表（四）根据钢的临界直径划分淬透性类别
钢号
半马氏体硬度（HRC）
20～40℃水D0（mm）
40～80℃矿物油D0（mm）
35
40
45
60
T7
38
40
42
47
55
8～13
10～15
13～16.5
11～17
10～15
4～8
5～9.5
5～9.5
6～12
<8
40Mn
40Mn2
45Mn2
65Mn
44
44
45
53
12～18
55～62
17～40
25～30
7～12
32～46
9～27
17～25
30Cr
40Cr
45Cr
41
44
45
14～25
30～38
30～38
7～14
19～28
19～28
35SiMn
35CrMo
43
43
40～46
36～42
25～34
20～28
60Si2Mn
38CrMoAl
18CrMnTi
30CrMnSi
球墨铸铁
52
44
37
41
―
55～62
100
22～35
40～50
60～70
32～46
80
15～24
32～40
30～40
注：
H—淬火烈度。
（mm）
表（五）常用钢淬火后硬度与截面、厚度的关系
截面、厚度或直径（mm）
≤3
4～10
11～20
20～30
30～50
50～80
80～12
材料
淬火表面硬度（HRC）
15渗碳水淬
15渗碳油淬
58～65
58～62
58～65
40～60
58～65
58～65
58～62
50～60
35水淬
45～50
45～50
45～50
35～45
30～40
45水淬
45油淬
54～59
40～50
50～58
30～35
50～55
48～52
45～50
40～45
25～35
T8水淬
T8油淬
60～65
55～62
60～65
60～65
60～65
56～62
50～55
40～45
20Cr渗碳油淬
40Cr油淬
60～65
50～60
60～65
50～55
60～65
50～55
60～65
45～50
56～62
40～45
45～55
35～40
35SiMn油淬
65SiMn油淬
48～53
58～64
48～53
58～64
48～53
50～60
45～50
48～55
40～45
45～60
35～40
表（六）常用调质钢的淬火加热参数
钢号
淬火加热温度
淬火冷却介质
备注
35
840～860
盐水
45
820～850
盐水/盐水-油
形状复杂件用双液
55
800～840
盐水（水）-油
60
800～840
盐水（水）-油
40Mn
830～860
油/盐水（水）-油
40Mn2
830～850
油
有过热倾向,白点敏感性
35SiMn
900～920
油
有过热倾向,白点敏感性
37Si2MoVA
880～900
油
40MnB
850～870
油
45MnB
850～870
油
40MnVB
840～880
油
30Mn2MoTiB
880～920
油
40Cr
840～860
油（水-油）
有回火脆性
40CrV
860～880
油
有白点敏感性
35CrMo
840～860
油
42CrMo
860～880
油
35CrMoV
900～920
油
35CrMn2
850～880
油
35CrMnSiA
860～890
油
易过热，有脱碳倾向
35CrMnTi
860～890
油
40CrMnTi
860～890
油
40CrMnMo
850～870
油
有白点敏感性
40CrNi
840～860
油
有白点敏感性
40CrNiMoA
840～860
油
有白点敏感性
45CrNiMoVA
870～890
油
38CrMoAl
900～940
油
有脱碳倾向
30CrMoA
860～880
油
有白点敏感性
30CrNiA
840～860
油
有白点敏感性
34CrNi3Mo
850～870
鼓风/油
表（七）常用弹簧钢的热处理规范及硬度要求
钢号
淬火
回火
应用范围
加热温度
（℃）
冷却介质
硬度
期望值（HRC）
加热
温度
（℃）
冷却介质
硬度要求（HRC）
65
780～830
水或油
≥50
400～600
空
42～50
直径<12～15㎜螺旋弹簧
75
780～820
水或油
≥50
400～600
空
42～50
85
780～820
水或油
≥55
380～440
空
42～50
小卷簧/小板簧
65Mn
810～830
水或油
≥60
370～400
水
42～50
5～10㎜厚板簧/直径7～15㎜的卷簧
60Si2MnA
860～880
油
≥60
410～460
水
42～50
直径10～25㎜的卷簧、板簧
50CrVA
850～870
油
≥58
400～450
水
388～415HBS
大尺寸重要弹簧
370～420
45～50
300℃以下工作温度
表（八）淬火加热和回火保温参数
钢种
有效厚度D（MM）
淬火加热参数α（min/mm）
回火加热参数β（min/mm）
碳素钢
D<50
1.0～1.2
1.5
D>50
1.2～1.5
2.0
（低）合金钢
D<50
1.2～1.5
2.0
D>50
1.5～1.8
2.5
附录Ⅱ（加热设备）
表
（一）淬回火加热设备有效加热区的温度允差范围
（℃）
序号
允许偏差
适用范围
1
2
3
±10
±15
±20
特殊重要件
重要件
一般件
表
（二）测温指示及记录装置的允许总误差
（℃）
预定温度
≤400
>400
温度指示误差
±4
±t/100
回火作业
1回火准备工作
1.1检查设备及温控仪表是否正常。
1.1.1回火加热设备有效加热区内的温度偏差应按附录Ⅰ表
（一）的允差规定进行调节和控制。
1.1.2加热设备都应配有经计量检定合格的温控及自动记录仪表，要求仪表的指示及记录的总误差不得超过附录Ⅱ表
（二）规定。
1.2按工艺规定选择合适的工夹具，并严格检查，不得使用有严重烧损、锈蚀、变形的工夹具。
1.3对随炉加热用的吊具应在使用前进行严格的热强度校核；对用于吊中、大件的冷用吊具应进行冷强度校核。
2操作方法及注意事项
2.1装炉
2.1.1零件应均匀摆放于炉内有效加热区，在箱式炉中一般为单层排列加热，工件间留有适当间隙，小件可适当堆放，但要酌情增加保温时间。
2.1.2细长零件应尽量在井式炉或盐炉中垂直吊挂加热。
2.1.3同炉加热的零件，截面尺寸不宜相差过大，大截面零件应摆放在炉膛里面，以便小件先出炉.大小零件应分别计算加热时间。
2.1.4允许不同材料但加热温度相同的零件同炉加热。
2.2操作要点
2.2.1必需清洗零件的油污、残渣后才能进行回火。
2.2.2零件出筐时应轻拿轻放，避免碰伤.细长零件装筐时不准堆压，要垂直摆放或吊挂。
2.2.3有淬裂危险的零件，在淬火冷却至50～80℃即应装炉回火，对不能及时回火的工件应装入低温炉中进行去应力处理。
2.2.4需多次回火的零件，每次回火均应冷至室温。
2.2.5铁素体型不锈钢尽可能不要在400～525℃及550～700℃范围内长时间停留，以免引起脆性及其它热处理缺陷。
2.2.6对有回火脆性的零件回火后要用水或油进行快冷。
3质量检验
3.1工件表面不能有有害的裂纹及伤痕等缺陷。
3.2硬度达到技术要求的范围。
3.3工件的变形不得影响以后的机械加工和使用.关于弯曲的允许值，不得超过附录Ⅲ表
（一）的规定。
3.4做好质量检验记录，并随同相关的工艺文件存档。
附录Ⅰ
表
（一）常用调质钢回火温度与硬度的关系
钢号
回火后硬度（HRC）与回火温度（℃）的关系
回火后冷却
55
45
40
35
30
25
35
200-260
350-380
400-440
480-500
530-560
空
45
180-230
350-370
400-420
450-480
500-520
550-580
空
55
202-270
370-390
420-440
470-490
510-550
550-580
空
60
200-270
380-400
430-450
480-500
540-560
580-600
空
40Mn
200-220
350-370
400-430
480-520
540-580
水/油
40Mn2
220-240
250-300
320-350
380-420
510-540
550-580
油
35SiMn
200-250
370-400
430-460
480-520
530-560
600-620
油
37SiMn2MoVA
400-450
550-600
600-630
640-670
680-700
空
40MnB
200-250
320-360
390-420
500-530
540-560
620-650
水/油
45MnB
200-250
320-360
390-420
500-530
540-560
620-650
水/油
40MnVB
200-250
310-350
390-430
500-530
540-560
600-620
水/油
30Mn2MoTiB
230-280
380-440
500-540
580-620
680-700
水/油
40Cr
180-200
380-440
420-480
480-520
530-580
580-600
油
40CrV
200-250
370-420
450-500
520-540
560-580
640-660
35CrMo
200-250
350-400
400-450
450-500
500-550
580-610
空
42CrMo
200-250
400-450
450-500
500-550
560-600
600-640
空
35CrMoV
150-180
340-380
490-520
540-590
600-620
630-650
空
30CrMoA
200-220
260-300
350-380
460-500
540-580
610-640
水/空
35CrMn2
200-250
350-380
430-450
480-500
520-550
620-650
油
35CrMnSiA
200-250
380-400
480-500
530-560
600-620
620-650
油
35CrMnTi
400-420
480-500
530-550
580-600
640-660
油
40CrMnTi
380-400
470-500
530-560
570-600
620-650
油
40CrMnMo
250-300
450-500
500-540
550-580
630-660
660-680
油
40CrNi
220-250
360-420
420-450
470-500
510-540
580-600
油
30CrNi3A
200-220
320-360
440-480
500-530
560-600
620-640
油
40CrNiMo
250-300
440-470
480-520
520-540
580-600
620-630
油
45CrNiMoVA
300-320
380-400
500-520
油
38CrMoAl
250-300
450-500
550-600
630-680
650-680
680-720
油
34CrNi3Mo
580-600
590-640
600-650
油
说明：
（1）碳钢回火温度可按经验公式计算：
T=300＋（57－HRC）×10－（0.8－C%）×150。
（2）淬火后不能及时回火的零件，应先放在低温炉中去应力。
（3）合金含量高的调质钢的回火加热速度应小于淬火、正火加热速度。
（4）回火后，油、水冷却的目的在于防止回火脆性。
附录Ⅰ
表
（二）淬火加热和回火保温参数
钢种
有效厚度D（MM）
淬火加热参数（min/mm）
回火加热参数β（min/mm）
碳素钢
D<50
1.0～1.2
1.5
D>50
1.2～1.5
2.0
（低）合金钢
D<50
1.2～1.5
2.0
D>50
1.5～1.8
2.5
表（三）钢的回火色与回火温度的关系
回火色
温度（℃）
回火色
温度（℃）
黄白色
草黄色
棕黄色
棕红色
绛红色
220
240
255
265
275
紫色
浅蓝色
深蓝色
蓝灰色
灰色
285
295
315
325
350以上
注：
本表主要用于碳素钢工件。
用于低合金钢工件时，温度稍有提高。
不适用高合金钢工件。
此外，回火色要迅速于2～3min内辨别。
附录Ⅱ（加热设备）
表
（一）淬回火加热设备有效加热区的温度允差范围（℃）
序号
允许偏差
适用范围
1
2
3
±10
±15
±20
特殊重要件
重要件
一般件
表
（二）测温指示及记录装置的允许总误差（℃）
预定温度
≤400
>400
温度指示误差
±4
±t/100
附录Ⅲ（检验）
表
（一）淬回火件的弯曲变形允许值（mm）
类型
每米允许弯曲的最大值
备注
1类
2类
3类
1.5
5
不要求
以成品为主
以毛坏为主
成品或毛坏
注：
①1类—成品原样使用,或只进行研磨或部分磨削。
2类—毛坏进行切削加工或部分切削加工。
3类—除1类、2类以外的工件。
②表中允许弯曲的最大值系指淬回件经矫正后的值。
表
（二）调质钢淬火、回火的硬度关系参考表
（适用于尺寸小于120㎜零件）
回火后达到的硬度（HRC）
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
淬火后要求的硬度（HRC）
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