为了使金属工件具有所需的机械性能、物理性能和化学特性,烟台热处理方法除了材料的合理选择和各种成型工艺外,通常是不可或缺的。钢是机械工程中广泛使用的材料,钢材的显微组织复杂,可以通过烟台热处理来控制。因此,钢材的烟台热处理是金属烟台热处理的主要内容。
另外,铝、铜、镁、钛等合金也可以通过烟台热处理改变其力学、物理和化学性能,从而获得不同的性能。
一般来说,烟台热处理不会改变工件的形状和整体化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织或调整工件表面的化学成分来赋予或提高工件的性能。它的特点是提高工件的内部质量,这通常是人们看不到的。
烟台热处理的作用是提高材料的机械性能,消除残余应力,提高金属的切割性能。根据烟台热处理的不同目的,烟台热处理方法可以分为两类:预烟台热处理和终烟台热处理。
准备烟台热处理
准备烟台热处理的目的是改善加工性能,清除内应力,为终烟台热处理准备好合金成分。其烟台热处理方法包括退火、淬火、及时性、质量调节等。
1)退火和淬火
退火和淬火用于热加工的毛坯。碳钢和合金钢含碳量大于0.5%,为了降低硬度,易于切割,大多采用退火处理;碳钢和合金钢含碳量小于0.5%,采用正火处理,防止硬度过低时粘刀。退火和淬火也可以细化晶粒和对称组织,为以后的烟台热处理做准备。退火和淬火通常安排在毛坯制造和初加工之前。
2)调质处理
在毛坯生产和机械加工过程中,调质处理主要用于去除内应力。
为了防止运输量过大,对于一般精度较高的零件,可以在精加工前安排一次质量调节。但是,对于精度要求较高的零件(如坐标镗床的盒子等。),应安排两次或两次以上的质量调节过程。简单的零件一般不需要质量调节。
除铸件外,对于一些刚度差的精密零件(如精密丝杠),为了消除加工过程中产生的内应力,稳定零件的加工精度,往往会在初加工和半精加工之间安排几次质量调整。一些轴类零件在校直过程后应进行质量调整。
3)调质
质量调节是在淬火后进行高温回火处理。它可以获得对称细致的回火索氏体组织,为未来表面淬火和渗氮处理时减少变形做准备,所以质量调节也可以作为烟台热处理的准备。
由于调质后零件具有良好的综合力学性能,对某些硬度和耐磨性要求较低的零件,也可作为终烟台热处理工序。
2.终烟台热处理
最终烟台热处理的目的是提高机械性能,如硬度、耐磨性和强度。
1)淬火
淬火包括表面淬火和整体淬火。其中,表面淬火因变形、氧化、脱碳小而得到广泛应用,表面淬火具有外强度高、耐磨性好、内韧性好、抗冲击性强的优点。为了提高表面淬火零件的机械性能,经常需要进行调质或淬火等烟台热处理作为烟台热处理的准备。其一般工艺路线为:切割-锻造-淬火(退火)-初加工-调质-半精加工-表面淬火-精加工。
2)渗碳淬火
渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢。首先,提高零件表面的含碳量。淬火后,表面硬度高,但心脏仍保持一定的强度和高韧性和塑性。渗碳分为整体渗碳和局部渗碳。局部渗碳应采取防渗措施(镀铜或镀防渗材料)。由于渗碳淬火变形大,渗碳深度一般在0.5~2mm之间,渗碳过程一般安排在半精加工和精加工之间。
其工艺路线一般为:开料-锻造-淬火-粗、半精加工-渗碳淬火-精加工。
当局部渗碳部件的不渗碳部分增加余量后,在切除多余渗碳层的工艺方案时,应在淬火前安排切除多余渗碳层的过程。
3)渗氮处理
渗氮是将氮原子渗入金属表面,得到一层含氮化合物的处理方法。渗氮层能提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳极限和耐腐蚀性。由于渗氮处理温度低,变形小,渗氮层薄(一般不超过0.6~0.7mm),渗氮过程应尽可能靠后安排,为了减少渗氮过程中的变形,一般需要在切削后进行高温回火,以消除应力。