火焰淬火是指利用氧乙炔（或其他可燃气体）焰对工件表层加热并快速冷却的热处理工艺。火焰淬火方法如图1-44所示。

图1-44 火焰淬火方法

a）固定法 b）旋转法 c）推进法 d）旋转推进法

1.适用范围

1）中碳碳素钢和中碳合金钢制作的工件。

2）表面无任何缺陷且基体组织中大部分为珠光体（体积分数≥70％）的球墨铸铁工件。

2.技术要求

1）表面淬火后的硬度和硬化层深度，均应满足产品设计图样中的技术要求。

2）表面淬火后的金相组织：硬化层为马氏体，过渡层为托氏体和索氏体，心部为原始组织。

3）淬火后表面不得有严重氧化和被烧伤迹象。

4）一般工件不允许有回火软带。特殊工件回火软带宽度不得大于12mm，且硬度不得低于允许硬度范围下限15HRC。

3.操作守则

1）火焰淬火前，工件应进行正火或调质处理，以使淬火后获得细密的表面淬火组织。

2）淬火前，工件表面应清洁，无氧化皮和其他痕迹，以免淬火应力集中而产生裂纹和硬度不均。

3）火焰淬火的冷却介质，一般用水或压缩空气，或两者结合使用。碳的质量分数为0.6％以下的碳素钢常采用15～25℃的水作淬火冷却介质；碳的质量分数为0.6％以上的碳素钢和含Si、Mn的低合金钢常采用30～40℃的水作淬火冷却介质。对于有沟槽的工件，可以使用水和空气联合冷却；对于GCr15、65Mn等钢制作的工件，可以采用压缩空气冷却。

4）正式生产前，应验证工艺参数的正确性。在通常情况下，喷焰嘴小孔孔径为φ0.5mm，喷水嘴小孔孔径为φ0.8～φ1.0mm；喷嘴与工件表面距离为10～15mm，即火焰的焰心与工件表面距离为1.5～3.0mm（此处温度最高）；喷火孔与喷水孔距离为10～15mm。

5）严格检查管路系统是否漏气，检查时不得用明火试验。

6）操作过程若发现火焰倒流，应立刻关闭喷嘴。(www.daowen.com)

7）推进法加热火焰移动速度与淬硬层深度的关系，见表1-41。

表1-41 推进法加热火焰移动速度与淬硬层深度的关系

8）操作完成后，先关闭氧气，然后关闭乙炔，最后关闭喷水口。

9）操作过程随时检查氧气和乙炔压力。压力不足时不得操作。

10）操作过程严格遵守安全规程，并应有妥善的安全技术措施。

4.具体应用

实例 图1-45为45钢蜗杆，表面硬度要求为45～50HRC。在卧式车床上安装拖板和喷嘴架进行连续火焰淬火。

其工艺参数如下：

1）用两支最大号割炬改装喷嘴加热。

2）速度为31.42mm／r。

3）用手摇丝杠带动长盘旋转前进。

4）工作压力：氧气3×10⁵Pa，乙炔0.77×10⁵Pa。

5）冷却介质：自来水。

火焰淬火后工件硬度为50～52HRC，回火后表面硬度符合技术要求。

图1-45 45钢蜗杆

1—喷嘴 2—滑子 3—拖板 4—喷嘴架