熱處理工藝是使各種金屬材料獲得優(yōu)良性能的重要手段。很多實(shí)際應(yīng)用中合理選用材料和各種成形工藝并不能滿足金屬工件所需要的力學(xué)性能
、物理性能和化學(xué)性能私免,這時(shí)熱處理工藝是必不可少的。
但是熱處理工藝除了具有積極的作用之外半摔,在處理過(guò)程中也不可避免地會(huì)產(chǎn)生或多或少的變形檀抡,而這又是機(jī)械加工中必須避免的,兩者之間是
共存而又需要避免的關(guān)系脏偏,只能采用相應(yīng)的方法盡量把變形量控制在盡量小的范圍內(nèi)园溃。
一、溫度的測(cè)量與控制
工業(yè)上實(shí)際應(yīng)用的熱處理工藝形式非常多掺胖,但是它們的基本過(guò)程都是熱作用過(guò)程冲雾,都是由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成的盾叭。整個(gè)工藝過(guò)程都 可以用加熱速度奥怪、加熱溫度、保溫時(shí)間肄高、冷卻速度以及熱處理周期等幾個(gè)參數(shù)來(lái)描述盘瞧。
在熱處理工藝中,要用到各種加熱爐柒浙,金屬熱處理便在這些加熱爐中進(jìn)行(如基本熱處理中的退火膘掰、淬火、回火佳遣、化學(xué)熱處理的滲碳炭序、滲氨、 滲鋁苍日、滲鉻或去氫惭聂、去氧等等)窗声。因此,加熱爐內(nèi)的溫度測(cè)量就成為熱處理的重要工藝參數(shù)測(cè)量辜纲。
每一種熱處理工藝規(guī)范中笨觅,溫度是很重要的內(nèi)容。如果溫度測(cè)量不準(zhǔn)確耕腾,熱處理工藝規(guī)范就得不到正確的執(zhí)行见剩,以至造成產(chǎn)品質(zhì)量下降甚至報(bào) 廢。溫度的測(cè)量與控制是熱處理工藝的關(guān)鍵扫俺,也是影響變形的關(guān)鍵因素苍苞。
二、控溫正火或等溫退火
正火硬度過(guò)高涉姆、混晶耕粪、大量索氏體或魏氏組織都會(huì)使內(nèi)孔變形增大,所以要用控溫正火或等溫退火來(lái)處理鍛件绳弯。金屬的正火妨宙、退火以及在進(jìn)行 淬火之前的調(diào)質(zhì),都會(huì)對(duì)金屬最終的變形量產(chǎn)生一定的影響耗砖,直接影響到的是金屬組織結(jié)構(gòu)上的變化伐歇。
實(shí)踐證明,在正火時(shí)采用等溫淬火可有效地使金屬組織結(jié)構(gòu)趨于均勻廉旅,從而使其變形量減小磁姻。
三、合理的冷卻方法
金屬淬火后冷卻過(guò)程對(duì)變形的影響也是很重要的一個(gè)變形原因桌苔。熱油淬火比冷油淬火變形小革睬,一般控制在100℃±20℃。油的冷卻能力對(duì)變形也 是至關(guān)重要的颈癌。淬火的攪拌方式和速度均影響變形洁糟。
金屬熱處理冷卻速度越快岸裙,冷卻越不均勻猖败,產(chǎn)生的應(yīng)力越大,模具的變形也越大降允《魑牛可以在保證模具硬度要求的前提下,盡量采用預(yù)冷剧董;采用分 級(jí)冷卻淬火能顯著減少金屬淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力幢尚,是減少一些形狀較復(fù)雜工件變形的有效方法;對(duì)一些特別復(fù)雜或精度要求較高的工件 翅楼,利用等溫淬火能顯著減少變形尉剩。
四真慢、合理的零件結(jié)構(gòu)
金屬熱處理后在冷卻過(guò)程中,總是薄的部分冷得快理茎,厚的部分冷得慢黑界。在滿足實(shí)際生產(chǎn)需要的情況下,應(yīng)盡量減少工件厚薄懸殊皂林,閥門(mén)零件截面力 求均勻朗鸠,以減少過(guò)渡區(qū)因應(yīng)力集中產(chǎn)生畸變和開(kāi)裂傾向;
工件應(yīng)盡量保持結(jié)構(gòu)與材料成分和組織的對(duì)稱性密巷,以減少由于冷卻不均引起的畸變抵刺;工件應(yīng)盡量避免尖銳棱角、溝槽等循贝,在工件的厚薄交界處 衫喜、臺(tái)階處要有圓角過(guò)渡;盡量減少工件上的孔理侄、槽筋結(jié)構(gòu)不對(duì)稱勺激;厚度不均勻零件采用預(yù)留加工量的方法。
五限牢、合理的裝夾方式及夾具
目的使工件加熱冷卻均勻捎滴,以減少熱應(yīng)力不均,組織應(yīng)力不均戈裳,來(lái)減小變形悉契,可改變裝夾方式,盤(pán)類零件與油面垂直橘蹭,軸類零件立裝憔辞,使用補(bǔ) 償墊圈,支承墊圈摊滔,疊加墊圈等阴绢,花鍵孔零件可用滲碳心軸等。
六艰躺、機(jī)械加工
當(dāng)熱處理是工件加工過(guò)程的最后工序時(shí)呻袭,熱處理畸變的允許值應(yīng)滿足圖樣上規(guī)定的工件尺寸,而畸變量要根據(jù)上道工序加工尺寸確定腺兴。為此左电, 應(yīng)按照工件的畸變規(guī)律,熱處理前進(jìn)行尺寸的預(yù)修正页响,使熱處理畸變正好處于合格范圍內(nèi)篓足。
當(dāng)熱處理是中間工序時(shí),熱處理前的加工余量應(yīng)視為機(jī)加工余量和熱處理畸變量之和闰蚕。通常機(jī)械加工余量易于確定栈拖,而熱處理由于影響因素多 比較復(fù)雜连舍,因此為機(jī)械加工留出足夠的加工余量,其余均可作為熱處理允許畸變量涩哟。熱處理后再加工燥颠,根據(jù)工件的變形規(guī)律,施用反變形轨赦、收縮端 預(yù)脹孔睛赁,提高淬火后變形合格率。
七谈芬、采用合適的介質(zhì)
在保證同樣硬度要求的前提下徙祥,盡量采用油性介質(zhì),實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明式蠢,再其他條件無(wú)差異的前提下廉贤,油性介質(zhì)的冷卻速度較慢,而水性介質(zhì)的 冷卻速度則相對(duì)快一些遥妒。而且卧蒂,和油性介質(zhì)相比,水溫變化對(duì)水性介質(zhì)冷卻特性的影響較大珍询,在同樣的熱處理?xiàng)l件下圆乡,油性介質(zhì)相對(duì)水性介質(zhì)淬火 后的變形量要相對(duì)小。