緊固件球化退火應該用哪種退火爐？
摘要：為了確保緊固件球化退火的質量，應該選擇合適的退火爐，為了有利于冷鐓成型，通常會將盤元進行拉拔和球化退火處理。
為了確保緊固件球化退火的質量，應該選擇合適的退火爐，為了有利于冷鐓成型，通常會將盤元進行拉拔和球化退火處理。而球化退火質量的好壞，將直接影響到最終成品的質量好壞。
首先，我們需要了解球化退火的目的：
1、改善機械物性質,降低材料硬、強度，提高冷加工性;
2、使工件以較低能量鍛壓成形，容易切削;
3、減少模具損耗;
4、避免工件迸裂、扭曲。
其次，我們需要了解冷鐓性能與球化品質之間的關系
1、變形抵抗：
與材料之硬度值及拉力強度有關。
硬度值變形抵抗
愈低愈低
2、變形能：
與材料之金相組織有關，如完全退火，正常化組織之變形能比球化組織差。就球化組而言，滲碳體（Fe3C）之球狀化比率愈高時，變形能愈佳；且以滲碳體（Fe3C）成微細粒狀均勻分散在鐵素體組織中，其變形能最佳。
第三，我們需要了解盤元經過球化退火以后，通常會關注的幾個指標：
１、表面氧化
２、表面脫碳；
３、硬度及硬度均勻性；
４、球化率
５、金相組織
接下來，我們來逐個分析上述指標對緊固件生產的影響：
表面氧化和脫碳：
材料表面的氧化，會造成材料的損耗（加工余量放大），使生產成本上升（材料損耗，除銹時間延長）。表面脫碳嚴重時會使產品的強度等級下降，乃至產生廢品。
解決表面氧化和脫碳的關鍵是對爐內氣氛的精確控制！只有精確控制爐內氣氛中的氧勢值，才能做到無氧化及微脫碳；如果只是簡單的通入一些氣體而不能精確控制，同樣無助于解決表面脫碳和氧化的問題。
國標對表面脫碳的要求為15‰D，一般可將表面脫碳控制在8‰D以內，高要求時應脫碳控制在0.05mm甚至0.03mm以內。
硬度及硬度均勻性：
當金屬材料去進行冷鐓或者冷擠壓的時候，需要一個合適的硬度，以便獲得更高的成品率，以及更低的模具損耗。當然，我們同時需要同一個批次的材料的硬度均勻性（硬度散差），控制在盡量小的范圍之內；否則，忽高忽低的硬度，會嚴重影響生產的效率，造成成品率的低下，模具使用壽命縮短。
合適的硬度及硬度均勻性，主要取決于溫度的均勻性；而溫度的均勻性，首先取決于球化爐的構造：爐蓋、爐膽、對流桶、導流座、對流風機的優化設計，能符合流體力學的要求；其次，保護氣氛的選擇，例如采用高活性的還原性氣體，加快金屬表面的熱傳導。
通常硬度散差控制在3－5HRB就能滿足生產要求，高要求時應將硬度散差控制在3HRB以內。
球化率和金相組織
鋼材經過軋制、鍛造后空冷，所得組織是片層狀珠光體與網狀滲碳體，這種組織硬而脆，不僅難以切削加工，且在以后淬火過程中也容易變形和開裂。而經球化退火得到的是球狀珠光體組織，其中的滲碳體呈球狀顆粒，彌散分布在鐵素體基體上，和片狀珠光體相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加熱時，奧氏體晶粒不易長大，冷卻時工件變形和開裂傾向小。所以，當所成型的零件具有較大的變形量的時候，就需要材料具有較高級別的球化率和良好的金相組織。否則，會造成零件不易成形，合格率低等問題。
球化率和金相組織的優劣，與球化爐的構造和退火工藝有關；構造方面，要有良好的氣氛循環系統，能夠進行程式控制的強制冷卻裝置，以及高效率的能夠控制加熱速度的加熱裝置；退火工藝方面，要根據材料的材質、材料的生產廠商、用途等等，進行設計，如升溫速率、降溫速率都要能控制。
通常球化率控制在4.5－6級（按日本JISG3539標準，6級最高）
除了以上的技術指標，在選擇球化退火爐的時候，我們還要對球化退火爐本身提出一些要求：
１、密封性能（48小時生產能維持多大的壓力？）
２、節能措施（表面溫升、加熱效率、余熱利用、能源消耗）
３、智能化（熱處理專家系統、遠程控制、工藝曲線記錄、故障報警、氣氛控制、空燃比例自動調節）
４、制造球化爐所用材料的質量和品牌
一言以蔽之，球化退火的質量和爐子的構造、氣氛控制、自動控制、退火工藝設計等息息相關；在實際生產中，上述分析的原因并不是單獨產生的，而是會相互作用的。因此，在選擇球化退火爐的時候，可以參考以上幾點，進行對比選擇。
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