单件热处理淬火的冷却时间包括预冷、介质中冷却和出介质后空气中的冷却三个基本部分。
(1) 预冷的冷却时间保证工件在Ar以上。
对于结构钢(碳钢和低合金钢),可以按照t=12+RS计算。式中,t为工件预冷时间,s;S为工件最薄处得厚度,mm;R为经验系数,取值3~5s/mm。
对于模具钢,按照预冷时间t=有效尺寸D×预冷系数,预冷系数小型模具取1.5~2s/mm,大型模具取值2s/mm,一般计算结果是小型模具3~5min,大型模具6~8min。
(2)介质中冷却时间在确定有效尺寸之后,可以按照不同直径棒料分别在水、油和空气中冷却时的冷却曲线,并结合刚中的Ms点、组织要求来确定出介质时间,也可以通过经验公式来确定出介质时间。
根据经验确定出介质时间的数据。
① 低、中淬透性的工件
a.水—油双液淬火:对于有效厚度<50mm的工件,在水中的冷却时间按2~4s/10mm计
算,小件以及复杂件取下限2s,大件以及形状简单的工件取上限4s。对于大截面的低合金钢的有效尺寸按1.5~3s/10mm。
b.油—空冷淬火:油中的冷却时间按有效尺寸×(6~10)s/10mm;出油时观察工件表面的油烟颜色,当时黄烟并且很快燃烧着火时,表明工件在油中的冷却时间短了。如果工件出油是冒蓝烟,且不着火,表明在油中的冷却时间合理。对于出油温度高的,应该立即将工件返回到油中补充继续冷却。
c.水—空冷却淬火:工件有效尺寸≤30mm,水中的冷却按0.5s/mm,工件直径>30mm,水中的冷却按1s/mm计算。
②高淬透性的模具钢
a.对于860℃奥实体化的工件冷却t=【(D+50)/100】2×4(min);D为模具有效高度,mm;此时模具的出油温度约为200℃。
b.对于860℃奥氏体化的工件冷却t=K×V/S(min),V为模块体积,S为模块表面积。K为静止油冷,取值1.12,搅拌油冷取值1.28,此公式的计算结果是出油温度90~130℃。
(3)出介质后空气中的冷却的控制根据工件的Mf的温度来确定。