金滿隆機械解析：鍛件的熱處理
2023-07-21
1.處理常用設備使用
熱處理加熱的專用設備稱為熱處理爐，根據(jù)熱處理方法的不同，所用的加熱爐也不同，常用的有箱式電阻爐等。
箱式電阻爐，按工作溫度可分為高溫、中溫及低溫爐三種，其中以中溫箱式電阻爐應用最廣、其最高工作溫度為。950C可用于碳素鋼、合金鋼的退火、正火、淬火。
操作電阻爐時應注意爐村嚴禁掩擊，進料時不得隨意亂拋，不要觸碰電阻絲，以免引起知路。電阻爐本體及溫度控制系統(tǒng)應經常保持清潔，勤檢查，防止燒毀電熱元件。爐內的氧化鐵屑必須經常清除干凈，以防粘在電熱元件上發(fā)生短路。
2.銀件的熱處理工藝及其基本操作
熱處理是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫、冷卻，以改變鋼的內部組織結構，從而獲得所需性能的一種工藝。鍛件在熱處理時，要根據(jù)零件的形狀、大小、材料及其成分和性能要求，采用不同的熱處理方法，如退火、正火、淬火、回火及表面熱處理等。
①.退火
將鍛件或加熱到某個溫度(碳鋼為 740~880C)，保溫一定時間，隨后緩慢冷卻(一般隨爐冷卻約 100C /h) 的處理工藝稱為退火。
退火的主要目的是降低硬度，消除內應力，改善組織和性能，為后續(xù)的機械加工和熱處理做好準備
②.正火
將鋼加熱到某個溫度，(碳鋼為 760~920C)，保溫一定時間，隨后從爐中取出，在靜止空氣中冷卻的處理工藝稱為正火。
鍛件正火的目的與退火基本相似，但正火的冷卻速度比退火稍快，能得到較細密的組織，機械性能較退火好。正火后的鋼硬度比退火高，對于低碳鋼的工件更具存良好的切削加工性能(實踐表明，硬度在B17~HB230 范圍內的鋼件，切削加工性能較好硬度過高或過低，切削加工性能均會下降)。而對于中碳合金鋼和高碳鋼的工件，則因正火后硬度偏高，切削加工性能較差，以采用退火為宜。正火難以消除內應力，為防止工件的裂紋和變形，對大件和形狀復雜件仍多采用退火處理。
從經濟方面考慮，正火比退火的生產周期縮短，設備利用率提高，節(jié)約能源，降低成本，操作簡便，所以在可能條件下，應盡量以正火代替退火。
3.淬火
將鋼鍛件加熱到某個溫度(碳鋼為 770~870C)保溫一定時間，隨后快速冷卻的熱處理工藝稱為淬火。
漳火處理過程中，冷卻速度過慢，達不到所要求的性能，而冷卻速度太快，則由于鍛件內外冷卻速度差異很大，引起體積變化的差異也很大，容易造成鍛件的變形及裂紋。因此，應根據(jù)鍛件的材料、形狀和大小等，嚴格規(guī)定淬火的冷卻速度。
淬火的主要目的是提高鍛件的強度和硬度，增加耐磨性。淬火是鋼鍛件強化最經濟有效的熱處理工藝，幾乎所有的工、模具和重要零件都需要進行淬火處理。淬火后必須繼之以回火，才能獲得優(yōu)良綜合力學性能的工件。淬火時，除注意加熱速度與加熱時間外，還要注意合理選擇淬火劑和工件浸人的方式。
(1)淬火劑
淬火劑也稱淬火介質。常用淬火劑有水和油兩種。形狀簡單、截面較大的碳素鋼工件一般用水或鹽水作為淬火劑。油的冷卻能力較水低，工件產生裂紋傾向較小。但油易燃，使用溫度不能太高，它常用于合金鋼工件和復雜形狀的碳素鋼工件的淬火。
(2)淬火工件浸人淬火劑的方式火時，由于冷卻速度很快(可高達 120C/s)，為減少工件變形和開裂傾向，火工件浸入淬火劑的方式有一定要求，其根本的原則是要保正工件得到最均勻的冷卻。
4.回火
為了減小淬火鋼鍛件的脆性，得到所需的性能，并消除內應力，鋼淬火后必須回火。
回火是將鋼重新加熱到適當?shù)臏囟?，保溫一段時間再冷卻下來的方法?；鼗饹Q定猝火鋼在使用狀態(tài)的組織和性能。根據(jù)加熱溫度不同，回火可以分為以下三種:
0低溫回火?；鼗饻囟仍?150~250之間，其目的是在基本保持淬火鋼高硬度的前提下，適當?shù)靥岣叽慊痄摰捻g性，降低淬火應力。低溫回火適用于刀具、模具、冷沖模具和滾動軸承等
2中溫回火?；鼗饻囟仍?350~450C之間，用于需要足夠硬度、高的彈性并保持一定韌性的零件，如彈箭、鍛模等
3高溫回火回火溫度在 500~650C之間。高溫回火后硬度大幅度降低，但可獲得較高強度和韌性良好配合的綜合機械性能淬火后隨即進行高溫回火這一聯(lián)合熱處理操作，在生產中稱為調質處理。機器中受力復雜、要求具有較高綜合機械性能的零件，如齒輪、機床主軸、傳動軸、曲軸、連桿等，均需進行調質處理。
5.表面熱處理
在機械中常有一些零件，如傳動齒輪、凸輪油、主軸等是在動載荷及強烈摩擦條件下工作的，為了保證這種零件表面具有高的耐磨性，應使它具有高硬度:為了保證這種零件能承受較大沖擊載荷，又應使它具有良好的塑性和韌性。在這種情況下，最好的辦法是使該零件的表層和心部具有不同的組織，從而保證不同的力學性能。鍛件的表面熱處理工藝就是專門對表層進行熱處理強化的工藝過程。
鋼的表面熱處理主要有表而淬火與化學熱處理兩大類。
①表面淬火。最常用的表面淬火方法是感應加熱表面淬火它是利用工件在交變磁場中產生感應電流，將工件表而加熱到所茁的淬火溫度，然后快速冷卻的方法。
②化學熱處理。它是將工件置于一定溫度的活性介質中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其表面的化學成分、組織和性能的熱處理工藝。然后再經過適當?shù)臒崽幚?， 使工件達到預期性能的要求。
金滿隆認為，根據(jù)滲入元素的不同，化學熱處理有滲碳、氮化、碳氮共滲、滲硼和滲金屬等。
金滿隆機械,鍛件熱處理
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