高频（中频）电流有个重要的特性叫表面效应，即随着电流频率的提高，高密度的感应电流，更趋向零件表面。频率越高，表面电流密度越大，电流透入深度越小。频率越低，电流透入深度越大。

对于钢制实心圆柱形零件而言，电流透入深度Δ一般用式（1）进行计算

式中：ρ——钢的电阻率，20℃的钢ρ≈10^-5Ω·cm；800℃的钢ρ≈10^-4Ω·cm；

μ——钢的磁导率，20℃的钢μ≈100；800℃的钢 μ≈1；

f——电流频率，Hz。

感应淬火一般是零件的表面层淬火，硬化层Ds与电流透入深度有密切关系，特别是热态电流透入深度。于是我们更为关注当零件表面层达到800℃时的电流透入深度，这个深度被称为热态电流透入深度，用Δ_800℃表示。达到800℃以上的表面层，在随后冷却中有相当的深度就是淬火层，但因为感应加热速度很快，相变点随之提高，因此不是达到800℃的层深都能转变为淬火层。各种频率的Δ_800℃直接影响工件的加热方式、淬火质量和感应器设计。

对于钢制零件而言，表面层达到800℃时 ρ和μ已是定值，于是我们可以将式（l）整理、简化成为式（2）的形式，并可以直接计算各种频率的热态电流透入深度Δ_800℃，列于表1。

那么硬化层Ds与热态电流透入深度Δ_800℃应该是什么关系呢？作者根据多年的专业工作经验，认为保持式（3）的关系为最好。这种关系能使加热时间缩短、生产效率提高、淬火质量良好（表面硬度高、压缩残余应力大、淬火过渡层薄）。这种加热方式称为透入式加热方式，即硬化层小于热态电流透入深度。

D_s ≈△_800℃/2          (3)

圆柱形零件表面淬火时，硬化层Ds与频率f 之间的关系还可用下面的公式计算：

最高频率  f_max<0000/D_S²      (4)   

最低频率   f_min>15000/D_S²      (5)                                

最佳频率   f≈60000/D_S²        (6) 

式中D_S ——硬化层深度（mm）。

利用公式(4)、(5)、 (6)  我们可以算出不同硬化层深度所需要的电流频率，并列入表2 。研究表2可知，为获得某一种深度的硬化层，可用的频率范围实际是很寛的。感应加热表面淬火，频率的选择是重要的，但还应该说明功率密度（比功率）、加热时间（或扫描淬火的速度）等参数的选择也是重要的。在选择电流频率以后，只有功率密度和加热时间（或扫描淬火的速度）两项都较为合适的情况下，才能得到满意的硬化层。

圆柱形零件在选择电流频率时，还应该考虑到零件直径的影响。一般说来零件直径越大，硬化层越深，所需频率越低。俄国学者研究：当热态电流透入深度小于或等于零件直径的10%时，感应加热效率最高，最高者可达到80%；当热态电流透入深度达到零件直径的30%时，感应加热效率下降到70%。根据我们的经验，表面淬火的零件直径与电流频率之间有如下关系，见表3。

在频率的选择中还存在两个概念：
当Ds＜Δ800℃ 称为透入式加热
当Ds＞Δ800℃ 称为传导式加热
两种加热方式有很大的不同，见表5

频率选择尽管重要，但热处理厂因为设备品种有限，不能认真进行频率选择。往往用一台电子管高频设备（频率150~300kHz）应对多种零件，自然有一些零件的感应加热是以传导方式进行的。例如某种小轴直径40mm、硬化区长度50mm，小轴硬化层分别为2、3、4、5mm。分别利用300kHz高频和2kHz中频进行淬火，其结果列于表6。

研究表6可知，利用300kHz高频淬火，加热方式是传导方式加热，它造成零件表面有较高的过热度，它与透入式加热的中频淬火相比，加热时间是后者的3.6~5.4倍，消耗电能是后者的1.3~1.5倍。可见透入式感应加热是高效节能的加热方法。

我国感应加热技术水平已有很大地提高。目前国际上应用的几种先进的固态变频电源，SCR、IGBT、MOSFET国内都能生产，而且性能很好，完全可以取代外国产品。这几种电源的负载适应性和频率适应性都是先进的，厂家可以根据用户零件的感应淬火技术要求，设计制造出符合透入式加热的感应淬火设备。

实心钢制零件感应淬火的频率选择，因适用的频率范围很宽，选择时稍有马虎尚无大碍，零件总之是可以做出来。但下面介绍的薄壁筒状零件两面淬火的情况，如果频率选择不合适，零件是做不出来的。

图1所示是一种名为三角法兰的汽车零件，它的花键内孔直径23mm,齿根圆直径25mm,外圆柱面直径35mm（壁厚最薄处5mm）。内外表面感应淬火：表面硬度为55~63HRC、硬化层深度为0.5~3.0mm。

感应淬火顺序考虑：花键内孔先淬火，外圆柱面后淬火。薄壁筒状零件两面淬火时，必须要考虑的是第二次淬火时对第一次淬火的影响，即第二次淬火加热不能使第一次淬火的硬化层发生回火作用。内孔感应加热效率低，有较多的热量向外传导，对外圆柱面的热影响大，如果外圆柱面尚未淬火，这些热影响无关紧要。外圆柱面的感应加热，利用圆环效应，加热效率高。但其频率选择也要审慎，如果频率选择稍低，就会使先期淬火的花键内孔硬化层发生回火作用。

第一轮感应淬火工艺试验

频率选择：参照表2和表4（均为实心钢制零件选频表），设Ds=1.3，表2显示频率可选27kHz、表4显示频率可选20kHz。

我们选用f=26kHz，其Δ_800℃=3.10。先花键内孔扫描淬火，后外圆柱面扫描淬火，工艺参数及淬火结果见表7。

研究表7可以发现，圆柱面的淬火加热时由于热量内传，对花键内孔的硬化层有了明显地回火作用，花键内孔硬化层的硬度大幅度降低。从热处理手册可以查得，花键内孔硬化层的回火温度大约300℃左右。图1是内孔淬火完成后，原来白亮的圆柱面呈现出蓝色，内孔加热时热量向外传导，使圆柱面升温情况可见一斑。

第二轮感应淬火工艺试验

花键内孔先扫描淬火，选f=97kHz，Δ_800℃ =1.6；圆柱面后扫描淬火，选f=84kHz  Δ_800℃=1.73；工艺参数及淬火结果见表8。

根据两次工艺试验的数据，我们可以设想圆柱面在两种频率淬火加热时，零件截面上的温度分布情况，见图3。图中横坐标0处即为圆柱面，横坐标5处即为花键底径。

结语

（1）频率的选择是重要的，通过简单表格就可以查得钢制圆柱形零件的适用频率。

（2）感应淬火加热有两种加热方式，人们应该追求透入式加热方式，这是一种节能高效地加热方式。

（3）薄壁筒状零件两面淬火时，频率选择必须审慎，一定要防止第二次淬火加热时对第一次淬火硬化层回的火作用。

佛山伟迪生精密机电有限公司位于佛山市顺德区，属珠江三角洲中部，北临广州，毗邻港澳。本公司是一家集生产、研发、销售高中频感应加热设备为一体的企业。 公司生产、销售的设备品种多样，规格齐全，涉及的应用面广，主要产品有：中频、高频感应加热设备、超高频感应加热设备系列，熔炼炉，钎焊机，打标机、电刻笔等，现有设备四大类规格60余种；产品被广泛应用于金属产品制造与加工行业。以金属焊接、淬火、透热、退火、回火、熔炼等加热领域，可以满足不 同客户对不同产品的应用需要，可根据客户的需求设计不同档次，不同规格的设备，以满足不同的工艺要求。

    公司设计、应用、制造能力强，经验丰富，拥有一批专业从事高中频设备设计制造和应用、推广的工程技术人员及经验丰富的人才。在长期的工作实 践中，随着产品质量、技术工艺的不断提高改善，制造的高中频感应加热成套设备产品更趋成熟。经过多年努力，吸收国内外先进技术，以科学合理的设计、优良稳 定的性能、简易的操作性受到了广大用户的赞誉，为客户取得了良好的生产效益和经济效益。

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目前，我厂齿链轮毂材质主要采用日本钢号SCSiMn2H材质，该钢的淬透性能要比国内45钢要高一倍以上。毛坯铸件在调质淬火过程中，裂纹时常发生，约占到裂纹的70%，尤其是链轮毂，回火时裂纹的产生约占30%。通过研究发现齿链轮毂裂纹的产生主要与产品的设计结构、材料的合金成分、热处理工艺温度、淬火方式、淬火冷却介质等方面有着直接的关系。

1.齿链轮毂各种调质裂纹

图1为连接盘材质为2H，热处理工艺为：840℃保温2h水淬，采用高温回火后发现批量性裂纹，该裂纹型态为沿连接盘纵向劈裂式开裂，且裂纹延伸较长。

图2为毂沿毂底周圈式裂纹。

图3为链轮毂大刷边，裂纹长度为300～400mm， 裂纹刷边宽度达200mm，从裂纹处一直延伸到工艺孔处，且裂纹为穿透性裂纹。图4为材料内部存在铸造缺陷。

图5为轮毂的进油孔处裂纹，该轮毂有3个进油工艺孔，调质淬火时全部裂纹。热处理工艺为：800℃保温2h，水淬，开一个淬火水泵。水温为20℃。图6为齿轮毂批量裂纹，淬火方式采用带料盘垂直入水淬火。

2.齿链轮毂淬火裂纹的分析
（1）材料成分造成齿链轮毂裂纹
材料成分及合金元素的含量是造成淬火裂纹的重要因素之一，含碳量（质量分数）在0.45%~0.55%之间，Ac3线会出现一个陡降的低谷。首先是日本2H碳含量（质量分数）在0.40%~0.47%之间，若含碳量在下线0.40%~0.45%之间，宜采用工艺上线温度淬火。若含碳量在上线处于Ac3线的陡降低谷区间，还是采用加热上线易造成淬火裂纹，该种情况宜采用工艺下线温度淬火。当然本工厂采用的日本2H钢含碳量处在Ac3低谷区间的情况相对较少，但是在生产上也是造成淬火裂纹的原因之一，不容忽视。

（2）工件设计结构不合理造成淬火裂纹
工件产品设计结构，工件结构是影响淬火裂纹的重要因素之一。据统计，我厂约20%的齿链轮毂裂纹为设计结构不合理造成。众所周知，在淬火组织转变过程中，马氏体转变为组织膨胀转变，在可淬透范围内将产生较大的组织应力。一旦超过该种材料的断裂强度，将造成淬火裂纹。工件存在结构突变部位，往往是裂纹产生的根源。

如图5所示，该链轮毂共有3个进油孔，为铸造过程中整体铸造出来。油孔处结构较为复杂，且链轮毂凸口设计壁厚为18mm，在恰好淬透范围之内，易造成表面应力集中，导致裂纹产生。图2轮毂底部设计壁厚仅为16mm，且整个轮毂的轮廓较大，也极易造成变形或开裂。

（3）炉内温度不均匀造成淬火裂纹
目前调质淬火加热炉多数采用箱式电阻炉和台车炉，由于密封性相对较差，在加热过程中炉门口温度相对炉膛内部有一定的差别超过±15℃以上就会对炉内工件有影响。由于靠近炉门口的工件温度相对其他工件温度较低，在出炉淬火过程中造成应力不均，极易造成淬火裂纹。

（4）淬火液冷却介质选择不当或加热温度选择不当造成淬火裂纹
不同材质的DI值不同，淬火过程中温度和淬火冷却介质的合理选择至关重要。即使同种材料，材料的合金成分不同，加热温度和淬火冷却介质也应慎重选择。根据服役条件要求轮毂采用2H钢材的DI值在50~70mm，温度采用工艺下线，采用水淬，如果温度过高可照成晶粒粗大，淬火应力较大，造成淬火裂纹。

（5）合金元素超标的影响
合金元素的超标问题也是引起齿连轮毂裂纹的一大主因。近年来，由于B超标引起的批量裂纹时有发生，属于微量元素的B就可成倍的增加钢的淬透性，同时B还有促使晶粒长大的倾向。B超标的原料主要来源于像链轨节之类含B量较高的下边料。如图7，某链轮毂采用820℃，保温105min，水淬搅拌，高温回火，由于材料中含超量的B元素（经化验B含量在超过要求上线）导致裂纹。后经调整工艺采用870℃，保温2H，搅拌油冷，压力为0.22MPa×2，高温回火后，同样出现裂纹。经检测，在距表面22mm（心部）为马氏体+少量铁素体组织，硬度58.5HRC，显然心部以淬透。

锰具有降低钢的Ar1温度和增加钢的淬透性能力，可以使较大截面的工件获得较均匀、细化的组织，从而减小截面不同的部分在力学性能方面的差异。但Mn增加钢的过热敏感性和回火脆性。某齿轮毂调质回火过程采用580℃保温3H，出炉后发现批量裂纹。由于2H材质含Mn量在1.00%左右，回火过程中具有二次硬化现象，冷却过程中应避开二次硬化区间。

（6）调质前原始组织的影响
齿链轮毂在进行调质淬火前的原始组织对淬火裂纹有很大的影响。调质淬火前如果没有正确的预备热处理工序或遗漏，很容易造成淬火裂纹。工程结构刚在铸造冷却后往往晶粒粗大、偏析、成分不均匀等不利因素的存在，如果未进行预备热处理，淬火后将得到晶粒粗大的马氏体，造成脆性增加。成分的不均匀性将导致淬火应力的不均。大大增加了淬火裂纹的倾向。

（7）铸造缺陷的影响
铸造过程中由于型砂原因或操作不当容易造成沙眼；由于排气不畅，水分过多等因素容易造成气孔的形成。另外，还有疏松、偏析、裂痕等缺陷都是引发淬火裂纹产生的直接根源。如图3所示，该链轮毂台面靠近表层存在较大的疏松，淬火过程中造成剥层裂纹。

3.防止齿链轮毂淬火裂纹的措施
（1）采用亚温淬火
例如对于我厂由2H材质铸造的齿链轮毂，在调质淬火时采用亚温淬火工艺，采取工艺下线温度保温时间应据齿链轮毂的型号尺寸确定，淬火水温控制在25～40℃进行淬火。回火时应避免二次硬化现象。该温度恰好处于Ac3附近，可保留部分未溶铁素体，同时亚温淬火可细化奥氏体晶粒度。冷却后得到马氏体晶粒度也较细小，从而减少内应力，可有效防止裂纹的产生。

（2）淬火时采用预冷淬火，或采取保护措施
对结构设计复杂，存在凹槽、工艺孔、壁厚设计在危险尺寸范围内的齿链轮毂出炉淬火时采用预冷淬火可防止淬火裂纹的发生，预冷时靠肉眼观测到复杂结构处或工件表面处于暗红状态（此时温度大约在Ac3线）时可浸水淬火。必要时可减少搅拌水泵，降低淬火的冷却能力。另外，在凹槽、工艺孔处采用耐火泥、胶泥等封堵，也可减少淬火裂纹的发生。

（3）控制合金元素的含量
就目前我厂发现的齿链轮毂裂纹合金元素超标问题主要集中在B元素。据我厂经验2H材质B元素控制在万分之五以下，齿链轮毂裂纹的发生率将大大降低。

（4）设计时避免复杂结构危险尺寸的设计
避免在SCSiMn2H的最大淬火临界直径D0之间设计工件；对于一些工艺油孔可在铸造后再机加工出来；应力集中的部位应增大倒角。

（5）调质前确保工件已进行预备热处理
铸件预备热处理尤为重要，浇铸后材料的组织往往晶粒粗大、偏析等成分不均现象，淬火过程中极易造成裂纹。

（6）淬火冷却介质冷却效果的合理选择
就目前常用淬火冷却介质有三种，自来水、AQ251（水溶性聚合物）、淬火油。在泵的压力为0.2MPa，淬火油温38℃，喷射器压力位0.2MPa，淬火液量达250m3/H时，油的淬火烈度H=0.59；在泵的压力为0.2MPa，淬火AQ251温度为23℃，喷射器压力位0.2MPa，淬火液量为200m3/H时，AQ251的淬火烈度H=1.74；在泵的压力为0.26MPa（两台水泵同时开启），淬火自来水温度为23℃，喷射器压力位0.26MPa，淬火液量为200m3/H时，自来水的淬火烈度H=2.5。对于结构设计复杂易裂纹的工件，开启一台淬火水泵，或选取AQ251淬火，可降低裂纹的发生率。

（7）采用密封性较好的电炉，使工件加热均匀
也可在原有箱式电阻炉基础上，进行炉门改造。目前我厂已实施炉门改造工程，收到良好效果。

4.结语
（1）材质为2H的链轮毂在设计时应避免在D0值内。
（2）2H材料中最易超标的合金元素为B，控制B元素的含量可有效防止齿链轮毂裂纹的产生。
（3）齿链轮毂设计结构不易复杂，减少结构突变或采取圆滑过渡。
（4）对易裂纹的齿链轮毂可采取预冷淬火，或减少搅拌水泵的开启。
（5）采用略高于Ac3的亚温淬火工艺，可有效防止裂纹产生。

（1）淬火温度不够

即加热不足，未达到奥氏体化温度要求。对中碳结构钢来讲，奥氏体中有未溶铁素体，淬火组织中除马氏体外存在未溶铁素体，工件的淬火表面常呈蓝色。从感应淬火件外观上也可看出，正常淬火表面呈米色，过热表面呈白色。

（2）冷却不足

即冷却速度低于临界冷却速度。淬火组织中除部分马氏体外,还存在托氏体，托氏体量越大则硬度越低。常发生在淬火介质浓度、温度、压力变动与喷液孔堵塞等情况时。

（3）自回火温度过高

在轴类扫描淬火中会发生自回火温度过高的问题，一般是卧式轴类淬火或台阶状轴类垂直淬火时发生的。当喷液器宽度较短时，加热表面快速通过喷液器没有将淬火段冷够，而水流因台阶（大直径段在上，小直径段在下）阻挡，不能继续冷却已淬火段时产生。因此，淬火表面常可观察并检测到明显的自回火温度过高。

（4）软点或螺旋状黑带

淬火表面的软点、块常呈黑色，典型的螺旋状黑带是扫描淬火件常见的缺陷现象。此黑色带亦即软带，常是托氏体组织。解决的方法是喷液要均匀，提高工件转速也能缩减黑带的螺距，但最基本的是喷液器的结构要使加热面冷却均匀。喷液孔堵塞常是软点产生原因之一。

（5）材料化学成分影响

材料成分特别是碳含量减少，是硬度降低因素之一，必要时对重要件可采用精选碳含量，使w(C)上下限缩窄到0.05%以内。

（6）预备热处理情况

调质工序变动，轧材黑皮留在淬火面等也是感应淬火件硬度达不到技术要求的原因。

（7）表面脱碳 、贫碳

常发生在冷拔料表面，因此对这些棒材淬火后打硬度可以先磨去外层0.5mm再打硬度，如果表面硬度低，内层硬度高于表面，说明有贫碳或脱碳层存在（特殊几何形状如凸轮桃尖、齿轮顶部例外）。

（8）带状原始组织

淬火部分原始组织中有带状组织会导致淬火后硬度不足。带状组织中有未溶铁素体存在，奥氏体化过程中未能溶解，淬火后硬度必然不够，带状组织即使提高加热温度也难消除。

1.立项来源

维奥项目是我厂自行承揽的重大项目，该项目包括了球阀、活门及折向器等比较复杂的核心部件。为了能够圆满完成这次与维奥集团的合作，并为了以后进一步的发展打下一个良好的基础，对各种产品进行了论证及探讨，决定对维奥折向器的热处理进行研究。

2.技术难点

维奥折向器的材质与我厂通用的13-4不锈钢基本相似，成分差别不大。但是其性能值要求很高，屈服强度大于850MPa，抗拉强度在900～1100MPa之间，而且延伸率还不能小于12%。这就要求在提高强度的同时，还不能损失韧性，对于马氏体不锈钢来讲，非常不容易。而且马氏体不锈钢在475℃左右还是脆性区，在制定热处理工艺时还要避开该区域。但是为了达到韧性指标的要求，回火温度还不能太低，只能通过调整微量的元素来达到目标。

3．研究内容及分析

（1）折向器的技术标准

化学成分如表1所示，力学性能如表2所示。

（2）微调化学成分

为了达到强度和韧性的良好配合，对化学成分进行了相应的控制，通过对一些元素的加入量的多少来达到目的。

Ni含量控制：Ni在钢中是强化元素，在提高强度的同时不损失韧性，所以在冶炼时把Ni控制在4.5%左右。如果含量太高，强度指标将会超过上限控制，太低则韧性指标达不到要求。

Cr含量控制：Cr含量控制在12.5%左右，若太高则损失韧性，太低则损失强度。

Mo含量控制：Mo含量控制在0.5%左右，适当提高强度。

C含量控制：C含量控制在0.05～0.07%之间。

P、S含量控制：P、S含量尽量降低，防止铸件在清理过程中产生裂纹。

微调后化学成分如表3所示。

表3  微调后化学成分（%）

（3）热处理工艺参数的制定 在制定热处理工艺时，正火采用了1020℃±10℃，制定回火工艺时，充分考虑了高铬钢的475℃的脆性特性，将回火温度控制在了480～530℃之间，对此制定了两种（1^#、2^#）回火工艺，并对比效果，具体工艺如下：

正火：正火温度定在1020℃±10℃，冷却方式采用风冷，使得铸件在正火后可以获得一个较高的强度指标，在实际热处理时采用的温度为1020℃±5℃（见图1）。

回火：1^#方案是回火温度定为520℃±5℃保温5h后空冷和500℃±5℃保温5h后炉冷。2^#方案是回火温度定为490℃±5℃保温5h后空冷和490℃±5℃保温5h后炉冷。

（4）试验数据及分析

经过上述两种工艺处理的同一炉次的试棒得到的性能如表4所示。

表4  力学性能

从数据上可以看出，经所制定的两种工艺处理的试棒的延伸率都达到了维奥集团的技术标准。通过对比，第一种工艺处理后的试棒的性能值均符合维奥的技术要求；第二种工艺的抗拉强度指标超出了上限，达到了1290MPa，超出很多，而且延伸率指标也符合要求。这就说明了在控制成分的前提下，通过回火温度的调整，最终达到了折向器的技术要求。

热处理后的金相组织为板条状马氏体组织，如图2所示。

4.结语

实际生产的折向器，通过按照试验研究中制定的化学成分来进行冶炼，按制定的1#方案热处理工艺进行热处理。最终，这些炉次生产的折向器性能指标全部都达到了维奥公司的技术要求。通过试验和实际生产可以得出最佳的热处理工艺为： 1020℃±5℃保温4h后空冷，回火为520℃±5℃保温5h后空冷和500℃±5℃保温5h后炉冷。

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1.问题的产生
作为石油装备产品的生产厂家，我公司的产品选材主要以合金结构钢为主，为满足产品的力学性能要求，公司90%以上的钢材需进行热处理，其中大部分需进行调质处理，比如钻杆接头、定向接头、螺杆钻具部件等。调质是金属热处理范畴中较为复杂的工艺，即淬火+高温回火。目的是提高金属材料的综合力学性能，达到产品性能的设计要求。但在对调质后工件的检测过程中发现相同工况条件下处理的工件经常存在硬度不均现象，每炉次总有部分工件需返工，经过长时间的跟踪观测，发现淬火过程中存在问题，淬火过程如图1所示。

根据热处理淬火理论分析，工件在淬火介质中的冷却过程一般分为三个阶段，分别是：蒸汽膜阶段、沸腾阶段、对流阶段。当工件刚淬入介质的一瞬间，在工件表面即形成一层蒸汽膜，隔绝了工件和周围的冷却介质，蒸汽膜是热的不良导体，在此阶段工件的冷却速度较慢，而在沸腾阶段中，蒸汽膜的厚度不断减少直至破裂，介质与工件直接接触，引起激烈沸腾，不断逸出气泡，带走大量的热量，是冷却速度最大的阶段，也是意义上真正淬火阶段。在热处理淬火工艺中，为了缩短工件在蒸汽膜的停留时间，我们在淬火槽设计时，为提高淬火介质的流动速度，均匀介质温度，提高淬火介质的冷却能力，增加了搅拌装置。如图1所示。

但是搅拌装置的使用效果不理想，具体过程如下：工件出炉后，使用行车吊运摆放工件的料筐，下入到淬火槽中，通过搅拌泵（扬程40m）吸入淬火槽槽底低温介质，从输出管排出后直接冲击在料筐上。在淬火过程中，料筐下入淬火介质后只能上下移动，由于正对输出管的工件始终接触快速流动介质，并且接触到的是槽底低温介质，淬火效果较好，而相反的一面，介质的流动速度由于料筐的阻碍而变缓，使工件的冷却速度大幅度降低，尤其是单次淬火量较大时更为明显，降低了工件的冷却速度，导致同批次的淬火不均匀。

2.问题的改进方案
针对以上分析得出，导致同批次工件淬火硬度不均的主要因素是由于工件的冷却速度不一致，接触到大流量介质的部位冷却速度快，淬火效果好，而另一面冷却速度慢，淬火效果差，引起同批次不同部位的工件淬火硬度不均，所以理想的淬火过程应该是整个料筐周围都能够均匀地接触到大流量的低温介质。为此，我们设计了一种淬火工装：旋转体。使用时将其吊挂在料筐上部（见图1），旋转体如图2所示。

该工装使用推力轴承和深沟球轴承组合，推力轴承承受向下的拉力（工件和料筐的重量），深沟球轴承承受径向压力。淬火时调整料筐在淬火槽中的位置，使输出管的出口方向与料筐中心偏移一段距离，利用搅拌泵形成的冲击力，产生一定扭矩，促使料筐旋转，这样整个料筐圆周方向都能接触到大流量低温介质，达到预期效果。

3.结语
（1）该工装改变了原来的淬火方式，使料筐在淬火过程中从单一的上下移动，变为围绕吊钩中心旋转和上下移动的组合运动，加大了工件的冷却速度，提高了淬火质量。通过对多炉次的淬火工件进行跟踪，淬火质量较以往有很大程度的提高，尤其是大炉量淬火效果更为明显，调质合格率达到95%。

（2）适当控制搅拌速度，搅拌速度过大，容易在工件截面变化处形成涡流，造成局部冷却不均匀。