
熱處(chù)理工藝是使各種金屬材料獲得優良性(xìng)能的重要手段(duàn)。很多實際應用中合(hé)理選用材料和各種成形工藝並不能滿足金屬工件所需要的力學性能 、物(wù)理性能(néng)和化學(xué)性(xìng)能,這(zhè)時熱處理工藝是必不(bú)可少的。
但是熱處理(lǐ)工藝除了(le)具(jù)有積極的(de)作用之外,在處理過程中也(yě)不(bú)可避免地會產生或多或少的變形,而這又是機械加工中必須避免的,兩者之間是 共存而又需要避免的關係,隻能采用相應的方法盡量(liàng)把變(biàn)形量控製在盡量小的範圍內。
一、溫度的測量與控製
工業上實際應用的熱處理工藝形式非常多,但是(shì)它們的基本過程都是熱作用過程,都是由加熱、保溫和冷卻三個階段組成的。整個工藝過程都 可以用加熱速度、加熱溫度、保溫時間、冷卻速度以及熱處理周期等幾個參數來描述(shù)。
在熱處(chù)理工(gōng)藝中,要用到各(gè)種加熱爐,金屬熱處理(lǐ)便在這些加熱爐中進行(如基本熱處理中的退火、淬火、回火、化學熱處理(lǐ)的滲碳、滲氨、 滲鋁、滲(shèn)鉻或去氫、去氧等等)。因此,加熱(rè)爐內(nèi)的溫度測量就成(chéng)為熱處理的重(chóng)要工藝參數測量。
每一種熱處理工藝規範中,溫度是很重要的內容。如(rú)果溫度測量不準確,熱處理工藝規範(fàn)就(jiù)得不到正確的執行,以至造成(chéng)產品質量下(xià)降甚至報 廢。溫度的測量與控製是熱處(chù)理(lǐ)工藝(yì)的(de)關鍵,也是影(yǐng)響變形(xíng)的關鍵因素。
二(èr)、控溫正火或(huò)等溫退火(huǒ)
正(zhèng)火硬度過(guò)高、混晶、大量索(suǒ)氏體或魏氏組織都會使內孔變形增大,所以要用控溫正火或等溫退火來處理(lǐ)鍛件。金屬的正火、退火以及在進行 淬(cuì)火(huǒ)之前的調質,都會對(duì)金屬最終的變形(xíng)量產生一定的影響,直接影響到的(de)是金屬組織結構(gòu)上的變化(huà)。
實踐證明,在正火時采(cǎi)用等溫淬火可有效地使金屬組織結構趨於均勻,從而使其變(biàn)形量減小。
三、合理的冷卻方法
金屬淬火後(hòu)冷(lěng)卻(què)過程對變形的影響也是很重(chóng)要的一個變形原因。熱油淬火比冷油淬火變形小,一般(bān)控製在100℃±20℃。油的冷卻能力對變形也 是至關重要的。淬火的攪拌(bàn)方式和速度均影響變形。
金屬熱處(chù)理(lǐ)冷卻速度越快,冷卻越不均勻,產生的應力越大,模具的變形也越大。可以在保證模具硬度要(yào)求的前提下,盡量采用預冷;采用分 級冷卻淬火能顯著(zhe)減少金屬淬火時產生的熱(rè)應力和組織應力,是減少一些形狀較複雜工件變形的有效方法;對一些特別(bié)複雜或精度要求較高的工(gōng)件 ,利(lì)用(yòng)等溫淬(cuì)火(huǒ)能顯著減少變形。
四、合理的零(líng)件結構
金屬熱處理後在冷卻過程中,總是薄的部(bù)分冷得快,厚的部分冷(lěng)得慢。在滿足實際生產需要的情況下,應盡量(liàng)減少工件厚薄懸(xuán)殊,零件截麵力 求均勻,以減少(shǎo)過渡區因(yīn)應力集中產生畸變和(hé)開裂傾(qīng)向;
工件應盡量保持結(jié)構與材料成分和組(zǔ)織的對稱性,以減(jiǎn)少(shǎo)由於冷卻(què)不均引起的(de)畸變;工(gōng)件應盡量避免尖銳棱角、溝(gōu)槽等,在工件的厚薄交界處 、台(tái)階處要有圓角過渡;盡(jìn)量減少工件上的(de)孔(kǒng)、槽(cáo)筋結構不對稱;厚度不均勻零件采用預留加工量的方法。
五、合理(lǐ)的(de)裝夾方式及夾具
目的使工件(jiàn)加熱冷卻均勻,以減少熱應力不均,組織應力不均,來減小變形,可改變裝夾方式,盤類零件與(yǔ)油麵垂直,軸類零件立裝,使用補 償墊圈,支承墊圈,疊加墊圈等,花鍵孔零件可用滲碳心軸等。
六(liù)、機械加工
當熱處理是工件(jiàn)加工過程的最後工序時,熱處理畸(jī)變的允許值應滿足圖樣上規定的工件尺寸,而畸變量要根據上道工序加工尺寸確定。為此, 應按照工件的畸變規(guī)律,熱處理(lǐ)前進行(háng)尺寸的預(yù)修正,使熱處理畸變正好處於(yú)合格範圍內。
當熱處理是中間工序時,熱處理前的加工餘量應視為機加工餘量(liàng)和熱處理畸變量之(zhī)和。通常機械加工(gōng)餘量易於確定,而熱處理由於影響因素多 比較複雜(zá),因此為機械加工留出足夠的加工餘(yú)量,其餘均可作為熱處理(lǐ)允許畸變量。熱處理(lǐ)後再(zài)加工,根(gēn)據工件的變形規(guī)律,施用反變形、收縮端 預脹孔,提高淬火後變形合格率。
七、采用合適的介質
在保證同樣硬度要求的前提下(xià),盡量采用油性介質,實驗和(hé)實踐證明,再其他條件無差異(yì)的前提下,油性介(jiè)質的冷卻速度較(jiào)慢,而水性介質的 冷(lěng)卻速度則相對快一些。而且(qiě),和(hé)油性介質相比,水溫變化(huà)對水性(xìng)介質冷卻(què)特性的影響較大,在(zài)同樣的(de)熱處(chù)理條件下,油性介質(zhì)相對水性介質淬火 後的變形量要相對小。