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熱處理基礎工藝

1.退火

操作方法:將鋼件加熱到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的溫度(可以查閱有關資料)后,一般隨爐溫緩慢冷卻。

目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工性能;2.細化晶粒,改善力學性能,為下一步工序做準備;3.消除冷、熱加工所產生的內應力。

應用要點:1.適用于合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應狀態不合格的原材料;2.一般在毛坯狀態進行退火 。

2.正火

操作方法:將鋼件加熱到Ac3或Accm 以上30~50度,保溫后以稍大于退火的冷卻速度冷卻。

目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工性能;2.細化晶粒,改善力學性能,為下一步工序做準備;3.消除冷、熱加工所產生的內應力。

應用要點:正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件,也可作為最后熱處理。對于一般中、高合金鋼,空冷可導致完全或局部淬火,因此不能作為最后熱處理工序。

3.淬火

操作方法:將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上,保溫一段時間,然后在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。

目的:淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織,有時對某些高合金鋼(如不銹鋼、耐磨鋼)淬火時,則是為了得到單一均勻的奧氏體組織,以提高耐磨性和耐蝕性。

應用要點:1.一般用于含碳量大于百分之零點三的碳鋼和合金鋼;2.淬火能充分發揮鋼的強度和耐磨性潛力,但同時會造成很大的內應力,降低鋼的塑性和沖擊韌度,故要進行回火以得到較好的綜合力學性能。

4.回火

操作方法:將淬火后的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度,經保溫后,于空氣或油、熱水、水中冷卻。

目的:1.降低或消除淬火后的內應力,減少工件的變形和開裂;2.調整硬度,提高塑性和韌性,獲得工作所要求的力學性能;3.穩定工件尺寸。

應用要點:1.保持鋼在淬火后的高硬度和耐磨性時用低溫回火;在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火;以保持高的沖擊韌度和塑性為主,又有足夠的強度時用高溫回火;2.一般鋼盡量避免在230~280度、不銹鋼在400~450度之間回火,因為這時會產生一次回火脆性。

5.調質

操作方法:淬火后高溫回火稱調質,即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度,保溫后進行淬火,然后在400~720度的溫度下進行回火。

目的:1.改善切削加工性能,提高加工表面光潔程度;2.減小淬火時的變形和開裂;3.獲得良好的綜合力學性能。

應用要點:1.適用于淬透性較高的合金結構鋼、合金工具鋼和高速鋼;2. 不僅可以作為各種較為重要結構的最后熱處理,而且還可以作為某些緊密零件,如絲杠等的預先熱處理,以減小變形。

6.時效

操作方法:將鋼件加熱到80~200度,保溫5~20小時或更長時間,然后隨爐取出在空氣中冷卻。

目的:1. 穩定鋼件淬火后的組織,減小存放或使用期間的變形;2.減輕淬火以及磨削加工后的內應力,穩定形狀和尺寸。

應用要點:1. 適用于經淬火后的各鋼種;2.常用于要求形狀不再發生變化的緊密工件,如緊密絲杠、測量工具、床身機箱等。

7.冷處理

操作方法:將淬火后的鋼件,在低溫介質(如干冰、液氮)中冷卻到-60~-80度或更低,溫度均勻一致后取出均溫到室溫。

目的:1.使淬火鋼件內的殘余奧氏體全部或大部轉換為馬氏體,從而提高鋼件的硬度、強度、耐磨性和疲勞極限;2. 穩定鋼的組織 ,以穩定鋼件的形狀和尺寸。

應用要點:1.鋼件淬火后應立即進行冷處理,然后再經低溫回火,以消除低溫冷卻時的內應力;2.冷處理主要適用于合金鋼制的緊密刀具、量具和緊密零件。

8.火焰加熱表面淬火

操作方法:用氧-乙炔混合氣體燃燒的火焰,噴射到鋼件表面上,快速加熱,當達到淬火溫度后立即噴水冷卻。

目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部仍保持韌性狀態。

應用要點:1.多用于中碳鋼制件,一般淬透層深度為2~6mm;2.適用于單件或小批量生產的大型工件和需要局部淬火的工件。

9.感應加熱表面淬火

操作方法:將鋼件放入感應器中,使鋼件表層產生感應電流,在極短的時間內加熱到淬火溫度,然后噴水冷卻。

目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部保持韌性狀態。

應用要點:1.多用于中碳鋼和中堂合金結構鋼制件;2. 由于肌膚效應,高頻感應淬火淬透層一般為1~2mm,中頻淬火一般為3~5mm,高頻淬火一般大于10mm.

10.滲碳

操作方法:將鋼件放入滲碳介質中,加熱至900~950度并保溫,使鋼件便面獲得一定濃度和深度的滲碳層。

目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部仍然保持韌性狀態。

應用要點:1.用于含碳量為0.15%~0.25%的低碳鋼和低合金鋼制件,一般滲碳層深度為0.5~2.5mm;2.滲碳后必須進行淬火,使表面得到馬氏體,才能實現滲碳的目的。

11.氮化

操作方法:利用在5..~600度時氨氣分解出來的活性氮原子,使鋼件表面被氮飽和,形成氮化層。

目的:提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。

應用要點:多用于含有鋁、鉻、鉬等合金元素的中碳合金結構鋼,以及碳鋼和鑄鐵,一般氮化層深度為0.025~0.8mm.

12.氮碳共滲

操作方法:向鋼件表面同時滲碳和滲氮。

目的:提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。

應用要點:1.多用于低碳鋼、低合金結構鋼以及工具鋼制件,一般氮化層深0.02~3mm;2.氮化后還要淬火和低溫回火
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