|
|
|
從設計的角度了解熱處理 6 ` e" o9 R0 S8 e& m8 v0 u |
& }6 F! U' W* K: o) V* e. c
材料工藝-1 ) a4 _0 e; {7 A4 c
前 言 熱處理是將金屬材料放入特定的介質中加熱，保溫和冷卻，來改變材料表面或內部的金相組織結構，來得到我們需要的材質特性。這是一門很深的學問，深究起來一本厚厚的書都寫不全。落水三千，只取一瓢自己需要的，吃透了即可。作為機械工程師，我們只需要著重關注一些設計常用材料熱處理知識就夠了。 1了解各項熱處理的
' K3 e6 S" u2 @! w- R# I
8 m3 b+ @" U0 F: D! X, \0 ~! j一、退火( \3 i0 W$ S$ g1 ~7 l! [# X
工藝：將鋼加熱至適當溫度——保溫——爐冷) ^5 ]8 n' D" J
目的：
- l$ G0 |% ^, K& }! x- 降低硬度，提高塑性，為切削加工做準備
- 消除內應力
- 細化晶體，為后續熱處理做準備
; R8 R% N/ V; _! N4 Z- s5 V
二、正火* C) R1 D* ?0 h1 V
工藝：將工件加熱至Ac3以上30-50度——保溫——取出空冷/噴水/吹風冷卻。& v: |* z2 H0 ]- L
目的：使晶粒細化和碳化物分布均勻化。功能和退火有點類似，但還是有區別，后文會給出對比。
2 o' [, O3 i7 n- E$ {' d三、淬火0 k9 `3 L2 Z" D( S
工藝：將鋼加熱至臨界點以上——保溫一段時間——快速冷卻; [" V3 i7 [+ E- M! Y- o
目的：提高鋼的強度，硬度，耐磨性，韌性，疲勞強度甚至鐵磁性，耐腐蝕性! L# E/ q) E3 q' G: m
四、回火
9 o* S- [" s' Y; E4 Y4 q; n工藝：工件淬火后——重新加熱——保溫——空冷/水冷/油冷6 c) B; o5 @" i4 }
目的：$ N T" u# |8 f. e4 q
- 清除淬火產生的應力
- 改善零件綜合性能，調整工件的強度，硬度，塑性和韌性
- 穩定尺寸，保證精度# c' O7 a4 n5 w0 D+ E# j
五、調質9 S% J( J: }& M, `
工藝：調質=淬火+高溫回火
6 V% ~: r3 I' K目的：調節材料高強度和高韌性，獲得綜合性能好的零件7 o& X0 ^! y4 H, j" F7 ~
六、表面滲碳/滲氮/氰化. ]! s* I1 q$ I5 l
工藝：將工件加熱——在零件表面滲入相應的原子& T9 R t0 p) \6 ~ Q. X0 Q
目的：獲得表面硬度高，芯部韌性好的零件& C$ z$ r9 Z1 P3 J t
三者區別：: y) p3 k! b: ]+ u" a/ @+ D* S
![]() ; A# H6 r/ h' j1 Z# E v
綜合來看：滲碳和滲氮是各有特色，氰化相當于綜合了二者的優點，缺點是滲層較薄，易產生黑色組織。
' i; E4 P. Y* U! }/ J0 q七、發黑（發藍）
7 @1 V4 O' d0 d9 G+ y1 F+ I8 m工藝：加熱——堿性藥業浸泡——形成氧化膜- r9 Q! g" |' h" E& H2 p
目的：表面防腐蝕，防銹7 w3 ?( s: c V J
八、固溶處理
, p: K) T8 v6 C1 h" z工藝：將材料加熱——保溫——過剩相充分溶解——快速冷卻
4 w5 ~: l& C/ U" r: d此工藝有點像淬火，但是加熱的溫度不一樣，得到的效果不一樣。
: o y: |6 \2 e% E8 I/ Y! ~- e" R# s通俗講法：冰糖+米+水，不蒸煮，米和冰糖不溶，蒸煮后得到甜粥3 r- x; r1 T& s$ L" g' I2 H
目的：改善鋼和合金鋼的塑性，韌性
/ {+ g# s5 \7 A九、時效處理
+ w' _" n; f% u( @7 N1.人工時效
% R! U, c g) c- _6 q工藝：低溫回火后，精加工前——加熱材料至100-150度——保溫5-20小時。: K& b. a. {2 N, N$ F
目的：穩定精密制件的尺寸，消除殘余應力$ V" _7 n$ n- D% N9 m, _% S
2.自然時效
1 P9 ^3 L1 j( F2 x工藝：工件在室溫條件長時間放置
" V9 E0 ~3 ^! |6 d. } s目的：釋放殘余應力，改善機械性能，穩定尺寸& h# x9 i* F; X$ b& I
2弄清退火，正火和回火 " o% l2 z/ w0 r. f# P8 s& }
四把火中，淬火沒的說，功能獨一無二，最容易理解，但另外三把火看起來都差別不大，都是改善材質性能的作用，很容易搞混，簡單區分如下：' w6 m" p/ J( h8 K6 d3 e% z0 P
- 退火，正火一般發生在切削和淬火前，但是對于性能要求不高的工件也可代替回火，作為最終熱處理。
- 退火，正火在同樣能達到要求的時候優先選擇正火，因為正火成本低卻效率高。
, E& m: \2 b# D# P2 c| 情況 | 預處理 | 原因 | | 低中碳鋼（含碳量<0.45%） | 正火 | 二者都能達到要求，選正火 | | 高碳鋼，合金鋼 | 退火 | 若此處用正火，硬度太高，不利于切削 | | 形狀復雜，尺寸大 | 退火 | 退火溫柔，不易變形，開裂 | | 一般工件 | 正火 | 這一項是與第三項對比形成的 |
- 淬火后的加工件是不能直接使用的，脆性太大，易斷，所以一般都會進行回火，或者如第一點說的正火或退火
2 a H& \5 N0 \: {
3如何選擇熱處理硬度 + T y/ Z( [# o, E# I, x' V& } `
- 根據載荷種類考慮' {) L/ j" o$ `6 Q$ d: ]
| 承受均勻靜載荷（工件無應力集中缺口） | 硬度越高，強度越高，可根據載荷大小，選擇較高的硬度或與強度相適應的硬度(缺口一般是指槽、溝或斷面變化很大) | | 承受均勻靜載荷（工件有應力集中缺口） | 需要較高的塑性，使其在承載情況下，應力分布趨于均勻，減少應力集中現象，只能具有適當的硬度。如工作情況下不允許降低硬度，則可用滾壓等表面強化處理，改善應力分布 | | 承受沖擊、疲勞應力的零件 | 1.沖擊不大時，一般可用中碳鋼全部淬硬 | 2.沖擊力較大，一般用中碳鋼全部淬硬，或表面淬硬； | 3.沖擊力和疲勞應力都大時，一般是表面淬硬 |
- 根據速度和精度考慮+ m# P( u& |; [6 i+ {
| 高速或高精度 | 一般要求硬度50～62HRC，但如果軸徑太大，雖然轉速很高(3000r/min)，這個不可能淬到很高的硬度(一般只能達220HB左右)，便不能一律要求高速度高硬度，而要通過降低配合件的硬度和其他措施來處理 | | 中速 | 一般采用中硬度40～45HRC | | 低速 | 一般采用低硬度，正火或調質硬度220～260HB |
- 若倆零件摩擦，二者硬度應該有差，一硬一軟，更耐磨
0 ~* S" j9 m' k8 S9 b6 || 舉例一：傳動齒輪 | 小齒輪齒面硬度一般比大齒輪齒面硬度高25～40HB | | 舉例二：螺母與螺栓 | 螺母材料比螺栓低一級，硬度低20～40HB(可以避免咬死和減少磨損) |
# ?& M1 F2 O: m; m5 {" k. P
4常用材質熱處理
5 m2 N4 N6 A# T. o: n![]() o* J4 ], C; J& x/ k+ G, r
![]() ; `# ~' ^9 R- F
![]() 5 R- n, c/ [' p
5熱處理標注方式參考 ' ?9 l! o% Y' ~& a: L/ W
- 要求硬度檢測的標法
' y" A6 Y Z/ r9 N/ _![]()
7 ]7 ~0 i) T" l1 @" w![]() - 局部熱處理標注
- q8 G- f! f& {7 M O* X
![]() ![]() % n8 q5 Y* c4 T$ r7 X, ?, n \
![]()
0 E: E" u: ]8 |7 q" p) @9 K3.表面處理的標法
% i8 S6 C# P& U![]() 8 g- O4 \0 J0 Q( O) g
4.滲碳/滲氮/氰化8 b: p0 S: a+ s" U( A) p: U; R
![]() & y. U$ B/ Y' m, Y; ~
![]()
( x" }, O! V; p& M, L![]()
" H, \/ o6 w' u0 z3 E3 T5.技術要求寫法參考+ n7 W% q/ S, P% ~% h
( t5 [9 X1 o4 r
![]() ! s$ X U0 f4 {: }9 }3 C
6.整張圖紙參考( Z0 W% U* ?6 O+ B: D
![]() / X4 i3 ?: l, `
![]() - a4 M' _) h! Y2 J( L, L% S
上圖倆份圖紙來源網絡，主要用來參考熱處理的標注，其實并不完整，請勿計較。* ~1 r }; @# q7 Z$ J8 Z
說明
" Y& \# j, v( h2 ]# p5 G3 I0 K5 P說明：本篇熱處理是網友巴黎鐵塔急切想了解的，所以提前更新一篇工藝類文章。若各位朋友還有什么需要提前看到的內容，可以給我留言，我會安排盡快更新相應的文章。 * \' C7 t- O$ }: D. y, j9 v8 y
好東西要記得點贊和給大家分享噢。。。 8 c) Y# N7 b8 b8 o9 j, B) C3 b
! Q; q5 W8 M4 V4 ?5 r: k% J
8 D3 b; D' B7 C% j
q3 G2 K- O7 _* O9 I |
評分
-
查看全部評分
|
發表于 2017-5-28 22:53:59
QQ好友和群
QQ空間
