电子束表面淬火是将工件置于低真空室中,用103~106W/cm2的高速电子流轰击工件表面,在极短的时间内,把钢件的表面加热到钢的相变点以上,由于电子束能量极高、集中,加热层很薄,可以靠自激冷却进行淬火,表面层转变为晶粒极细的马氏体。用线状电子束扫描装置可得到长期方形的硬化层,这样能量分布较为均匀,可以得到较理想的硬化层。
电子束的功率密度和加热时间是电子束加热的主要参数。在其他因素相同情况下,随着功率密度的增加,淬硬层深度增加,淬硬层硬度提高。在相同的条件下,淬硬层深度随着加热时间的增加而加深。但是加热时间过长,会使金属基体变热,影响自激冷却效果。加热时间可用工件移动速度来调整,扫描速度过快起不到硬化效果,过慢会引起材料表面出现微熔。扫描速度一定时,功率增大则使实际奥氏体化温度升高,引起马氏体组织粗化。改变电子束的功率密度和扫描速度,可以改变淬火带的宽度和淬硬层深度。由于电子束的射程长,局部淬火部分的形状不受限制,即使是深孔底部及狭小的沟槽内部也能淬火。表面淬火加热所需能量密谋只需103W/cm2,控制表面温度低于熔点,在奥氏体转变温度下维持一定时间,以增加淬硬层深度。电子束工作时,依次照射每个特定的点,在一定点停留20~100ms后,以其热影区可以忽略的极快速度,在1ms之内将电子束移到下一个点,形成淬火工件要求的图案。
电子束热处理是在真空中进行,所以无氧化脱碳现象发生,处理后表面呈白亮色。电子束淬火后,零件几乎不发生变形,可以作为最后一道工序,淬火后可直接装配使用。经电子束加热表面淬火后,工件表面层呈压应力状态,有利于提高疲劳强度,从而延长工件使用寿命。
电子束加热表面淬火,表层得到晶粒极细小的隐晶马氏体,可以提高材料的强度与韧性,其硬度比常规热处理高1~3HRC,如正火状态的45钢经电子束表面淬火后,硬度约为800~830HV,淬硬层深度可达0.2~0.3mm,T10A可达65~67HRC,GCr15可达67HRC以上,Cr12MoV可达800~700HV。磨损试验表明,电子束淬火比常规热处理的耐磨性提高5倍。
对汽车离合器凸轮进行选择性表面淬火,每个工件需淬火8个部位,硬化层深度1.5mm,表面硬度58HRC。采用这种方法处理,避免了用感应加热表面淬火难以克服的变形问题。用电子束表面淬火强化T10钢冲模,先用780~800℃,油淬,180~200℃回火,硬度为58~60HRC,刃口部分用聚焦电流495mA,加速电压为45kV,束流为101mA,束宽20mm,移动速度为30mm/s的电子束加热淬火,表面硬度可达65~66HRC。
进一步详情请致电,以获得更多有关模具选材、模具热处理工艺及相关的应用信息。


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