內(nèi)孔感應(yīng)加熱退火保溫時(shí)間和冷卻方式。

當(dāng)鋼材內(nèi)孔感應(yīng)加熱快速退火時(shí)，由于加熱速度快，很快達(dá)到退火溫度。如何保證鋼材表面與中心溫度的均勻一致，是關(guān)系到退火質(zhì)量的重要問(wèn)題。這一問(wèn)題的本質(zhì)是內(nèi)孔感應(yīng)加熱退火處理是否需要保溫時(shí)間。

鋼內(nèi)孔感應(yīng)加熱退火升溫曲線加熱直徑為18mm的GCr15鋼，采用X-Y示波儀測(cè)得的鋼表面和中心的升溫曲線。從升溫曲線可以看出，由于感應(yīng)電流的集膚效應(yīng)，鋼材表面的升溫速度比中心快。直至透熱A點(diǎn)兩部分溫度均勻，稱為感應(yīng)加熱鋼的透熱點(diǎn)。當(dāng)電源頻率為1~8kHz時(shí)，可根據(jù)使用的表面功率密度計(jì)算透熱時(shí)間。此外，透熱點(diǎn)通常位于居里點(diǎn)附近，因?yàn)槌^(guò)居里點(diǎn)后中頻電源的加熱速度急劇下降，為透熱創(chuàng)造了有利條件。

(2)內(nèi)孔感應(yīng)加熱退火時(shí)的保溫時(shí)間GCr15軸承鋼冷拉材料，內(nèi)孔感應(yīng)加熱退火時(shí)是否需要保溫時(shí)間，與鋼材直徑、退火溫度、升溫速度等因素有關(guān)。GCr15冷拉材料直徑為20mm，壓縮率為20%，原硬度為220HB，分別加熱至750℃，780℃相800℃，在此溫度下保溫0~250s，然后在大氣中冷卻，測(cè)定硬度，測(cè)試結(jié)果如下。

①當(dāng)退火溫度為750℃時(shí)，保溫20s后的硬度值小于207HB，當(dāng)保溫時(shí)間延長(zhǎng)至200s時(shí)，硬度為197HB，保溫時(shí)間延長(zhǎng)后硬度變化不大。這說(shuō)明退火溫度過(guò)低，延長(zhǎng)保溫時(shí)間對(duì)降低硬度沒(méi)有明顯效果。

②當(dāng)退火溫度為780℃時(shí)，保溫15s后硬度降至207HB以下，25s后硬度降至183HB。保溫時(shí)間不斷延長(zhǎng)，硬度有回升趨勢(shì)。這是因?yàn)楸販囟缺蠕摳摺｜c(diǎn)，冷卻后出現(xiàn)索氏體組織，使硬度升高。所以780℃退火時(shí)保溫時(shí)間不宜超過(guò)25s。

③當(dāng)退火溫度為800℃時(shí)，加熱到800℃后無(wú)需保溫，鋼材立即軟化，硬度立即降至183HB，達(dá)到值。若繼續(xù)保溫，則會(huì)發(fā)生與780℃退火相同的結(jié)果。X射線結(jié)構(gòu)分析結(jié)果證實(shí)，750℃退火30s后再結(jié)晶，780℃退火30s后再結(jié)晶，800℃退火后再結(jié)晶。可見(jiàn)，GCr15冷拉材料感應(yīng)加熱退火溫度為800℃，無(wú)需保溫時(shí)間。該結(jié)果適用于直徑小于30毫米的冷拉軸承鋼。

(3)鋼內(nèi)孔感應(yīng)加熱快速退火的冷卻方式GCr15軸承鋼冷拉材退火的目的是降低硬度，降低內(nèi)應(yīng)力。因此，鋼材退火后希望在冷床上空冷。