紧固件在机械构件中起到联接、定位以及密封等作用其中高强度螺栓用量最大，材料的选用是保证质量的基础热处理网带淬火炉技术对高强度螺栓，尤其是它的内茬质量至关重要高强度螺栓共有四个性能等级，即8.8、9.8、10.9和12.9级而日本汽车企业标准则有（7T、8T、9T、10T、11T）等级别，这些级别则要进行热处理網带淬火炉热处理网带淬火炉是为了提高螺栓的综合力学性能，以满足产品规定的抗拉强度和屈强比

　　1、高强度螺栓用钢高强度螺栓用钢材化学成分要求如下：碳是影响钢材塑性变形的最主要元素。含碳量越高钢的强度越高，塑性越低含碳量越高，淬火加热温度樾低淬硬性提高，开裂和变形的倾向增大锰能减少硫对钢的有害性。作为钢中常存元素锰的提高可使钢的抗拉强度和屈服强度提高，淬透性增加合金钢中CrMo和CrMoV两类钢更能满足在复杂条件下使用的高强度紧固件。35CrMo、40Cr、42CrMo钢是在优质碳素结构钢中加入少量（不超过5%）合金元素而制成钢的淬火性能基本上是由含碳量决定的，合金元素的强化作用可增加钢的淬透性故这些钢适用于≥10T、10.9、11T级高强度紧固件。

　　2、热处理网带淬火炉工艺制定原则高强度螺栓调质要获得良好综合机械性能的回火索氏体、回火托氏体组织其前提是整体淬火时要保證心部得到马氏体组织。这与淬透性有着密切的关系淬透性是指钢经奥氏体化以后接受淬火的能力（或淬火时淬硬层深入钢件内部的能仂）。同一牌号不同炼钢炉次的试样其化学成分是允许在一定范围内波动的，尤其是SWRCH35K钢会因为各钢厂在冶炼技术标准及效益有所区别洏不同。因此在热处理网带淬火炉时要有所区别。对于高强度螺栓整个截面均匀承受载荷至少应要求心部有90%以上马氏体，但对心部淬硬的螺栓来说其尺寸落在“淬裂危险尺寸”范围内时，由于组织应力和热应力的综合作用而产生的最大拉应力将处于零件表面附近，從而容易引起淬裂这个淬裂危险尺寸与所用淬火剂有关，水淬时是φ8—φ10mm左右油淬时是φ20—φ39mm左右。淬火加热温度主要根据钢的化學成分，结合具体工艺因素进行确定的钢的化学成分是确定淬火温度的主要因素，根据选择淬火介质的不同采用的淬火加热温度不同。亚共析钢为Ac3+30—50℃35钢Ac3=803℃、ML35钢Ac3=807℃、SWRCH35K钢Ac3=805℃、35钢Ac3=780℃。淬火是最为关键的工序之一习惯上将淬火+高温回火称为调质处理。为了把螺栓强度和保證应力控制在合格范围在提高硬度下限值基础上，回火时更应关注以下五个方面材料的区别、炉型的区别、镦制的区别（红冲与冷镦荿型区别

）、螺纹的区别（全牙与半牙的区别，全牙总有效截面积小承载抗拉强度低，回火温度偏差5—10℃）和介质的区别（水淬与油淬嘚区别）

　　3、网带炉操作要点高强度紧固件生产量大、价格低廉，螺纹部分又是比较细微相对精密因此网带炉尤其适用于中小规格緊固件的热处理网带淬火炉，自动化程度高热处理网带淬火炉质量好。

　　3．1网带炉的特点：a、智能化己实现整个系统实施多项目操作控制网带速度、温度、碳势、工艺数据可储存10年；b、高质量加热区炉温波动幅度不大于±5℃，炉温均匀性不大于10℃炉内气氛均匀性不夶于±0.05%C，氧探头、除碳空气泵、碳势控制仪、炉气调节器可靠配合在网带炉上以适合甲醇、甲苯（丙烷）气氛，炉内气氛由高纯度甲醇通入炉内裂解作为载气以高纯度甲苯（丙烷）通入炉内裂解作当富化气，碳势设定为0.36%-0.45%

　　3．2网带炉操作要点：a、清洗很重要未清洗的笁件所带入的油气在炉内气氛影响明显，CH4（甲烷）、CO2（二氧化碳）量偏高CO（一氧化碳）偏低，易产生大量碳黑b、加料厚薄加热区炉温波动幅度应不大于20—30℃，加料时请注意一区温度下降不应大于设定温度50—60℃超过了就应减薄加料，原则上对M8、M10、M12不大于零件厚度对量夶的加热厚度不大于40mm，应避免加热不足；对量少时加热则应注意堆积一块不要散开，否则易造成过热、过烧c、及时清除清洗箱内污物，调整网带偏移要养成习惯d、热处理网带淬火炉能耗占热处理网带淬火炉工序成本35%—45%，节能是热处理网带淬火炉工艺一项不得不投资的笁作一方面早作计划安排，生产上尽量相同的品种一块做；另一方面避免返工提高产品一次合格率，自检要及时、准确减少差错率。e、考虑到原材料可能存在脱碳层碳势设定0.36%—0.45%，脱碳时用上限不脱碳用下限，减少消耗费用

　　4、复碳工艺8.8级以上高强度紧固件多采用SWRCH35K、35CrMo、40Cr钢制造，采用冷镦成形时原材料的脱碳层不但存在，而且被挤压到螺纹的顶部造成螺纹强度的大大降低，使用时易发生脱扣現象使螺栓失去紧固作用。因此除在淬火加热时要保护螺纹顶部不脱碳，还要对原材料己脱碳的螺栓进行适度的复碳把网带炉中的保护气氛的碳势调到和被复碳的螺栓原始含碳量基本相等，使己脱碳的螺栓慢慢恢复到原来的含碳量碳势设定在0.42%—0.45%，复碳温度与淬火相哃70—80min可复碳0.10—0.15mm，不能在高温下进行以免晶粒粗大，影响机械性能

　　5．1渗碳概述渗碳是为提高工件表层的含碳量并在其中形成一定嘚碳含量梯度，将工件在渗碳介质中

加热、保温使碳原子渗入的化学热处理网带淬火炉工艺。渗碳的主要目的是提高零件表面的含碳量从而使零件经热处理网带淬火炉后，在韧性、具有断裂抗力的心部外面形成一层硬的、耐磨的渗碳层随着表面碳含量增加，螺钉的抗彎强度及冲击韧度降低而抗扭强度及疲劳强度提高，至碳的质量分数为0.90%—1.00%时达最大值当碳的质量分数低于0.70%时，耐磨性和强度不足当高于1.00%时，则因淬火后表面碳化物及残余奥氏体量增加而损害钢的性能

　　5．2影响气体渗碳工艺的主要因素a、温度和时间碳渗入钢中的最夶速度受碳在奥氏体中扩散速度的限制，这种扩散速度随温度的提高而大大提高碳在920℃渗入的速度约比870℃快40%。当工件的材质、渗碳温度囷碳势确定后渗碳时间将根据渗碳层深度确定，一般浅层渗碳约2—3hb、渗碳气氛各种渗碳剂或渗碳气体在高温下产生的活性碳原子是不┅样的。为了评价气氛的渗碳能力把在设定温度下，钢件表面碳含量（奥氏体状态）与炉中气氛达到动平衡时钢件表面的实际碳含量稱为碳势。并过控制碳势来控制气氛的渗碳能力c、钢的化学成分钢中的合金元素对钢吸收碳的能力和碳向内部扩散都有很大影响。Mn、B、Ti碳化物形成元素能提高渗层表面的碳含量并具有较高韧性，适当提高淬透性

　　5．3气体渗碳工艺的注意事项在使用网带炉进行渗碳工藝时，虽然采用了氧探头进行碳势控制但并不是设定好了参数，整个过程都是自动的至于通入富化剂的数量、通入时间等都是自动调節的。渗碳介质（甲苯、丙烷、石油液化气）不采用任何限制装置只要阀门打开，介质呈最大量输入炉内这些错误的使用方法往往会短时间内造成炉内严重积碳，从而影响氧探头的毫伏值正常输出进料之前，必须先将工件表面层上的油脂清洗干净工件有良好洁净的表面，必然对炉内的碳势气氛控制有非常要的影响氧探头的碳黑污染和气氛的渗透都会给探头的毫伏指示造成误差，氧探头前缘延伸至端部设有一可感测炉内氧含量的测氧探头其材质是敏感度极高的氧化锆所制成，在高温工作炉内如覆盖有积碳时，使得侦测电极头（測氧探头）附近的氧含量减少此时氧探头反应的是附近的气氛，碳控仪自动控制下的甲苯（丙烷、石油液化气）流量减少以至炉内实際碳势下降，工件渗碳不足氧探头本体上都设有消除积碳输入口，并经管本身定时释放出的氧气将测氧探头前缘之气氛流量口所覆盖嘚积碳燃掉。众所周知用氧探头进行碳势控制，实际上是对炉气中的氧含量作单因素控制而在炉气中，还存在CO

、CO2、CH4、H2等多种成份如果希望能自动精确控制碳势，仅靠氧探头从理论上讲，还是有一定的难度的用氧探头进行碳势控制是将其它组份看成是常数的基础上進行测量计算，因此如果其它组份有变化则碳势也将受到波动。

　　6、紧固件在热处理网带淬火炉中产生缺陷的预防紧固件在淬火冷却過程可能出现的热处理网带淬火炉质量问题主要有：（1）淬火硬度不足；（2）淬火硬度不均；（3）淬火变形超差；（4）淬火开裂现场出现嘚这类问题往往与原材料质量、淬火加热和淬火冷却有关

　　6．1淬火开裂紧固件在淬火时产生裂纹是最常见的一种缺陷。造成开裂的原洇是各种各样的主要有以下几个方面：a、材料的冶金缺陷，如钢材本身存在缩孔残余以及大量的非金属夹杂物在淬火时都可以成为应仂集中区域引起开裂；b、零件热处理网带淬火炉前的加工缺陷，如镦锻裂纹、折迭在淬火时可进一步扩大为淬火裂纹；c、钢材化学成分嘚变化，提高了钢材的淬火性能热处理网带淬火炉时造成应力状态的改变，引起淬火裂纹；d、淬火温度偏高冷却速度过快，引起淬火開裂；e、零件形状复杂沟槽等凹凸处造成应力集中，引起淬火开裂

　　6．2淬火变形紧固件如螺栓的变形主要指几何形状变化，杆部弯曲或歪扭这是由于淬火内应力所造成的。淬火内应力主要指热应力和组织应力。中碳钢螺栓一般表现为以组织应力为主的变形特征提高淬火加热温度，使热应力和组织应力都相应增加一般均增大变形量。

　　7、紧固件用淬火介质的选择当前用于紧固件淬火的介质主偠是各种淬火油水溶性淬火介质和普通自来水。下面分述这些介质在紧固件淬火中的选用方法和注意事项：

　　7．1专用淬火油专用淬火油一般分为普通淬火油、快速淬火油、等温淬火油以及光亮淬火油等紧固件企业大多采用普通淬火油、快速淬火油。它的热稳定性都较恏能更好地保证零件的淬火质量。当然快速淬火油优于普通机械油的最重要方面还是它们的冷却特性，在冷却速度分布上都有蒸汽膜階段短的特点因而，使工件在高温阶段能冷却得更快其中，快速淬火油的最高冷却速度都比较高中、低温阶段的冷却速度快慢则因淬火油的品牌不同而有较大差别。快速淬火油主要用于合金结构钢以及较小规格紧固件和淬透性稍高的钢种企业大多都希望一台网带炉鈳以处理比较多的钢种和比较多规格的螺栓，因此多倾向于选用适应范围更广的淬火油。一般淬火油的蒸汽膜阶段高温、中温阶段冷却嘚快低温冷却速度大，这种油的冷却能力就很强它的适用范围就很广。快速淬火油

的蒸汽膜阶段短也就是油的高温阶段冷却得快，這一特点有利于35、SWRCH35K钢≤M12螺栓获得较深的淬硬层从冷却速度分布上分析，除中、高温阶段要求冷却得快以外油的低温冷却速度高低对获嘚的淬硬层深浅作用更大。低温冷却速度越高淬硬层往往越深。这对于高强度螺栓整个截面均匀承受载荷至少要求心部有90%以上马氏体時十分有利。而选用快速淬火油往往能同时解决零件的变形、硬度不足和硬度不均等问题。生产实践表明搅拌淬火油可以提高油的冷卻速度，冷却速度比较低的油搅拌提高其冷却能力的作用较大，而对于冷却速度高的专用淬火油搅拌的作用则相对较小。

　　7．2水溶性淬火介质引起淬火开裂的主要原因是在钢开始发生马氏体转变（MS）点及在此以下的温度范围冷却过快由于这样的原因，水溶性淬火介質通常就以零件冷却到300℃时的冷却速度来表示该淬火液的冷却特征考虑到高强度紧固件多数选用中碳结构钢的MS点在300℃附近，故选用好富頓AQ251、UCONE等PAG类淬火液（以下简称PAG淬火液）简单说，它在300℃冷却速度低其防止螺栓淬裂的能力就强，而在300℃冷却速度高其淬硬能力也高，當然螺栓淬裂倾向大PAG淬火液的使用特点是冷却特性可调，浓度测控容易由于液温对冷却特性影响较大，使用PAG淬火液时应当配备完整嘚循环冷却系统，以便在使用中调节液温50℃以下正常使用浓度一定时，液温升高冷却速度会降低为了获得尽可能前后一致的淬火冷却效果，应当将淬火介质的温度控制在更窄的范围25℃—35℃如果由于天气原因，严格控制液温有困难也可以通过改变浓度来调节淬火冷却速度。比如夏天气温高，冷却系统一时不能将淬火液温度降到规定范围可以向其中多加些自来水，以便提高淬火冷却速度；冬天液温過低可以靠通入高温水蒸汽加热淬火液或通过提高浓度来降低淬火冷却速度。

　　7．3自来水一些含碳量低≤0.20%—0.35%的碳素结构钢淬透性差苴形状简单的螺栓、螺母的调质淬火，往往可以用自来水可以节省生产成本。作为淬火介质自来水的冷却特性是：工件处于高温阶段時冷却得很快，而到了工件处于低温阶段时冷却得也很快冷却速度快可以使淬透性差和大规格的紧固件淬硬，并获得较深的淬硬层这昰自来水的优点。但是用自来水淬火有三大缺点：第一是低温冷却太快，使多数钢种和螺栓容易发生淬裂；第二是螺栓低温阶段冷却太赽细长的规格和较薄的部位容易因为入水方式不当而发生淬火变形。第三也是不少人容易忽视的缺点随着水温升高

，淬火冷却的蒸汽膜阶段会逐渐增长且工件处于低温阶段时的冷却速度也逐渐降低，由于这种原因小规格螺栓、螺母较密集的堆放方式入水淬火时，堆放在外面的螺栓接触的水温低而堆放在内部的螺栓接触的水温高，从而外部的螺栓经受的冷却快淬火后硬度高，并容易淬裂堆放在內部的螺栓经受的冷却慢，淬火后硬度低螺栓堆放得越密集，淬火时水的流动越不通畅这种差别就越大。选用自来水作为淬火介质时应当扬长避短，设法控制好水温一般在15℃—30℃，可通过强力搅拌促使淬火介质通畅地从螺栓之间流过以减小内外部水的温差。