熱處理操作工藝的確定，主要是依據(jù)工件的化學(xué)成分，因此熱處理操作者必須掌握鑒別鋼材成分的技能。鑒別鋼材化學(xué)成分的方法有化學(xué)方法和物理方法兩大類。火花鑒別是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常用的一種物理方法，具有簡(jiǎn)便、快速和設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。此外在材料庫(kù)鑒別材料也有很大的實(shí)用意義。東莞市弘超模具科技有限公司結(jié)構(gòu)鋼事業(yè)部根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)歸納總結(jié)了一些有關(guān)低、中、高碳素鋼的火花鑒別方法、步驟以及注意事項(xiàng)。

㈠火花鑒別的操作步驟
⒈操作步驟
⑴、鑒別流線：
①、顏色：
碳素鋼的流線多是亮白色，合金鋼和鑄鐵是橙色和紅色，高速鋼的流線接近暗紅色。
②、形狀：
碳素鋼的流線為直線狀，高速鋼的流線呈斷續(xù)狀或波紋狀。
③、長(zhǎng)短：
在相同的壓力下，含碳量越多流線越短，碳鋼的流線比高速鋼的流線長(zhǎng)。
⑵、鑒別節(jié)花
碳素鋼有節(jié)花，隨著含碳量增加，節(jié)花更多。
⑶、鑒別尾花：
不同含碳量、不同的合金元素火花的節(jié)花及尾花不同，圖1是常見(jiàn)的尾花和節(jié)花的示意形狀。

圖1  碳素鋼常見(jiàn)的尾花和節(jié)花的示意圖
⒉常用鋼的火花特征
⑴、15#鋼(低碳鋼)：
火束長(zhǎng)，呈草黃，微紅色，流線中等，節(jié)點(diǎn)清晰節(jié)花不多，如圖2所示。

圖2  15#鋼火花特征圖
⑵、45#鋼(中碳鋼)：
火花色澤黃亮稍明，流線數(shù)量較多、挺直，節(jié)點(diǎn)清晰，節(jié)花較多，如圖3所示。

圖3  45#鋼火花特征圖
⑶、80#鋼(高碳鋼)：
火花色澤橙紅帶微暗，流線較短、挺直，節(jié)花多、較密集，如圖4所示。

圖4  80#鋼火花特征圖

㈡、火花鑒別的設(shè)備和操作方法
⒈設(shè)備：
主要設(shè)備是手提式砂輪機(jī)和臺(tái)式砂輪機(jī)，常用砂輪機(jī)的參數(shù)如下：
功率：0.5～1 kW。
電流：3～6A。
轉(zhuǎn)速：2800～4000r／min。
砂輪片：直徑150～200mm，砂粒為普通氧化鋁，粒度為40～60號(hào)，硬度中軟。
手提式砂輪機(jī)適用于鑒別大型工件所使用的材料，也適用于工廠的材料庫(kù)大批量鋼材的火花鑒別。臺(tái)式砂輪機(jī)適用于小型工件或試塊的火花鑒別，一般工廠的熱處理車間常用臺(tái)式砂輪機(jī)。
⒉操作方法：
火花鑒別的工作場(chǎng)地不宜太亮，最好在暗處，避免陽(yáng)光直射影響火花的光色和清晰度。使用手提式砂輪機(jī)時(shí)，將工件或鋼材排列在地面上，手拿砂輪機(jī)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)使砂輪平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，用砂輪圓周接觸鋼材進(jìn)行磨削，用力要適宜，并使火花束大致向略高于水平方向發(fā)射，以便于對(duì)火花全面觀察。使用臺(tái)式砂輪機(jī)時(shí)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，待砂輪機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，手拿工件或試塊與砂輪圓周接觸進(jìn)行磨削，操作時(shí)使火花光束與視線有一適當(dāng)角度(約60°～80°)，可仔細(xì)觀察火花束長(zhǎng)度和特征?；鸹ㄨb別的操作如圖5所示。

圖5  碳素鋼火花鑒別操作示意圖
⒊操作注意事項(xiàng)：
⑴、操作時(shí)，應(yīng)帶無(wú)色平光防護(hù)眼鏡，以免砂粒飛射人眼內(nèi)。
⑵、操作時(shí)，站立砂輪一側(cè)，不得面對(duì)砂輪站立。
⑶、用手拿緊工件并輕壓砂輪，用力適度。成批挑選混料時(shí)，用力一致，不要因用力大小不一而影響判斷。
⑷、判斷結(jié)論不要草率，初判時(shí)為防止可能發(fā)生的錯(cuò)覺(jué)，可與已知化學(xué)成分的標(biāo)準(zhǔn)鋼樣對(duì)照鑒別?；鸹ㄨb定鋼種的精確度和操作者的熟練程度有關(guān)，所以平時(shí)要多做對(duì)比練習(xí)。
⑸、工件的火花鑒別處應(yīng)是非工作部位。

㈢火花的組成和名稱
工件與砂輪接觸時(shí)產(chǎn)生的火花也叫做束，由3個(gè)主要部分組成(如圖6所示)：

圖6  碳素鋼火花的組成
⒈根花：
靠近砂輪部位的火花。
⒉間花：
在火束中間部位，火花最密集的一段。從間花中可以看出鋼中含碳量多少。
⒊尾花：
火束末端接近消失的部位，根據(jù)尾花形狀，可以判斷鋼中所含合金元素。
⒋流線：
高溫的粉末微粒沿砂輪切線飛行時(shí)產(chǎn)生線條狀的亮體稱為流線，通常分為3 種：①直線狀流線；②斷續(xù)狀流線；③波紋狀流線。
⒌節(jié)點(diǎn)、流線和節(jié)花(火星)：
流線中途爆裂的亮點(diǎn)叫節(jié)點(diǎn)。爆裂時(shí)發(fā)射出來(lái)的流線叫芒線。在芒線中間又生出的節(jié)點(diǎn)和芒線組成的花朵稱為節(jié)花，俗稱火星。它們的組成如圖7所示。

圖7  碳素鋼火花的節(jié)點(diǎn)、流線和節(jié)花示意圖

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