热处理—回火常见问题及处理

回火是热处理工艺中常见的一种方式,回火主要是将工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。主要是用来防止工件变形或者开裂等。其回火工艺时常见的一些问题以及处理方式详解如下。

1、100℃热水回火之优点

低温回火常使用180℃至200℃左右来回火,使用油煮回火。其实若使用100℃的热水来进行回火,会有许多优点,包括:(1)100℃回火可使工件硬度稍增,改善耐磨性;(2)100℃的回火可以减少磨裂的发生;(3)100℃的热水回火可降低急速加热所产生裂痕的机会;(4)工件表面不会产生油焦,表面硬度稍低,适合磨床研磨加工,亦不会产生油煮过热干烧之现象;(5)进行深冷处理时,降低工件发生深冷裂痕的机率,对残留沃斯田体有缓冲作用,增加材料强韧性。

2、二次硬化之高温回火处理

对于工具钢而言,残留应力与残留沃斯田体均对钢材有着不良的影响,浴消除之就要进行高温回火处理或低温回火。高温回火处理会有二次硬化现象,以SKD11而言,530℃回火所得钢材硬度较200℃低温回火稍低,但耐热性佳,不会产生时效变形,且能改善钢材耐热性,更可防止放电加工之加工变形,益处甚多。

3、在300℃左右进行回火处理,为何会产生脆化现象?

部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时,会因残留沃斯田体的分解,而在结晶粒边界上析出碳化物,导致回火脆性。二次硬化工具钢当加热至500℃~600℃之间时才会引起分解,在300℃并不会引起残留沃斯田体的分解,故无300℃脆化的现象产生。

4、回火产生之回火脆性

可分为300℃脆性及回火徐冷脆性两种。所谓300℃脆性系指部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时,会因残留沃斯田体的分解,而在结晶粒边界上析出碳化物,导致回火脆性。所谓回火徐冷脆性系指自回火温度(500℃~600℃)徐冷时出现之脆性,Ni-Cr钢颇为显著。回火徐冷脆性,可自回火温度急冷加以防止,根据多种实验结果显示,机械构造用合金钢材,自回火温度施行空冷,以10℃/min以上的冷却速率,就不会产生回火徐冷脆性。

5、回火产生之回火裂痕

以淬火之钢铁材料经回火处理时,因急冷、急热或组织变化之故而产生之裂痕,称之为回火裂痕。常见之高速钢、SKD11模具钢等回火硬化钢在高温回火后急冷也会产生。此类钢材在第一次淬火时产生第一次麻田散体变态,回火时因淬火产生第二次麻田散体变态(残留沃斯田体变态成麻田散体),而产生裂痕。因此要防止回火裂痕,最好是自回火温度作徐徐冷却,同时淬火再回火的作业中,亦应避免提早提出回火再急冷的热处理方式。