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從設(shè)計的角度了解熱處理
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0 L5 L+ h! `1 Z( o: a% D2 Z材料工藝-1 ' ^: U( \$ D: d, ^* o3 ^* Z
前 言 熱處理是將金屬材料放入特定的介質(zhì)中加熱，保溫和冷卻，來改變材料表面或內(nèi)部的金相組織結(jié)構(gòu)，來得到我們需要的材質(zhì)特性。這是一門很深的學(xué)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(guān)注一些設(shè)計常用材料熱處理知識就夠了。 1了解各項熱處理的
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0 ?# k# [9 W; `2 W一、退火
6 P# s/ m# e% M0 f% O2 i2 _( `工藝：將鋼加熱至適當(dāng)溫度——保溫——爐冷
" K9 _ O, a) `; [( L目的：
. P6 ^" k9 e7 \, O) k& M) `) ~) ^- 降低硬度，提高塑性，為切削加工做準(zhǔn)備
- 消除內(nèi)應(yīng)力
- 細化晶體，為后續(xù)熱處理做準(zhǔn)備
" k& O( T. z9 S" k1 t
二、正火
5 O4 Z$ ~3 K: T, h. F工藝：將工件加熱至Ac3以上30-50度——保溫——取出空冷/噴水/吹風(fēng)冷卻。5 s$ j% M. ^6 F- c4 m
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(qū)別，后文會給出對比。9 v5 N) O0 h: P' `% W Z
三、淬火
) w) a$ s; O( c$ |( ~$ E4 s( @2 S* G7 U工藝：將鋼加熱至臨界點以上——保溫一段時間——快速冷卻
1 s! ]' d, S" ]+ C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
' Q+ _- t7 l1 F四、回火
8 y0 `* E5 `( M& `2 O" ?9 ^工藝：工件淬火后——重新加熱——保溫——空冷/水冷/油冷
+ g1 E2 q4 e& O% o' i目的：
) T& w( X n& Z6 S. x& b- 清除淬火產(chǎn)生的應(yīng)力
- 改善零件綜合性能，調(diào)整工件的強度，硬度，塑性和韌性
- 穩(wěn)定尺寸，保證精度
2 l& a1 w+ k$ [. a5 W
五、調(diào)質(zhì)6 q4 p0 I0 B8 X9 k, _4 I
工藝：調(diào)質(zhì)=淬火+高溫回火
: D" ]5 f/ A+ Q5 P; R* l目的：調(diào)節(jié)材料高強度和高韌性，獲得綜合性能好的零件
: R2 Q4 |- Q: ]5 U8 [8 k2 H2 t0 E六、表面滲碳/滲氮/氰化
5 }, @( w1 D& B2 K) o; M0 p1 o工藝：將工件加熱——在零件表面滲入相應(yīng)的原子
6 l- V# X7 s/ \ C x8 B目的：獲得表面硬度高，芯部韌性好的零件3 t1 p; X( X3 x+ d5 J5 d: R+ _2 s" R
三者區(qū)別：
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+ C; L6 D3 t6 I) N+ j; r {綜合來看：滲碳和滲氮是各有特色，氰化相當(dāng)于綜合了二者的優(yōu)點，缺點是滲層較薄，易產(chǎn)生黑色組織。
4 x# ]- l3 F6 j6 K! O; H七、發(fā)黑（發(fā)藍）6 p; t! }: v% N) B
工藝：加熱——堿性藥業(yè)浸泡——形成氧化膜$ v$ {3 b' E' U
目的：表面防腐蝕，防銹
+ t8 J8 ~. ?8 C' Q八、固溶處理( H, z3 p. o# F# L* I
工藝：將材料加熱——保溫——過剩相充分溶解——快速冷卻 # C) Y4 P6 e3 Z
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。- w- m5 ~0 b' A$ F4 [- @ [% g
通俗講法：冰糖+米+水，不蒸煮，米和冰糖不溶，蒸煮后得到甜粥. l8 K. |7 A |5 N0 ^
目的：改善鋼和合金鋼的塑性，韌性
! C3 K g- @0 q; _九、時效處理, x- C4 N! u1 B1 F( D
1.人工時效
- W4 d5 k" ]9 N. Z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。
( B. T* ^& n4 [2 y6 {目的：穩(wěn)定精密制件的尺寸，消除殘余應(yīng)力; H/ H0 V% c! J3 g
2.自然時效+ c* _4 a& n# b
工藝：工件在室溫條件長時間放置; O) k" k2 f; n3 E; ~+ m
目的：釋放殘余應(yīng)力，改善機械性能，穩(wěn)定尺寸
! r ?( }5 g/ L; W) K2弄清退火，正火和回火 8 e" p6 v/ |) [9 u
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(zhì)性能的作用，很容易搞混，簡單區(qū)分如下：
& b. L) {: b+ B7 x/ k- 退火，正火一般發(fā)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(yōu)先選擇正火，因為正火成本低卻效率高。
9 c b. X f( k7 x/ N/ _| 情況 | 預(yù)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(fù)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
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3如何選擇熱處理硬度 5 K9 l: q1 z( O6 l+ B
- 根據(jù)載荷種類考慮
+ J& ~3 P7 k4 R5 m4 Q| 承受均勻靜載荷（工件無應(yīng)力集中缺口） | 硬度越高，強度越高，可根據(jù)載荷大小，選擇較高的硬度或與強度相適應(yīng)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(yīng)力集中缺口） | 需要較高的塑性，使其在承載情況下，應(yīng)力分布趨于均勻，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象，只能具有適當(dāng)?shù)挠捕取Ｈ绻ぷ髑闆r下不允許降低硬度，則可用滾壓等表面強化處理，改善應(yīng)力分布 | | 承受沖擊、疲勞應(yīng)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(yīng)力都大時，一般是表面淬硬 |
- 根據(jù)速度和精度考慮2 ^" R5 f! G0 C1 u; @6 `* [4 u
| 高速或高精度 | 一般要求硬度50～62HRC，但如果軸徑太大，雖然轉(zhuǎn)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(diào)質(zhì)硬度220～260HB |
- 若倆零件摩擦，二者硬度應(yīng)該有差，一硬一軟，更耐磨
" p0 B' x- G8 T+ J Z. ], t| 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) |
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4常用材質(zhì)熱處理
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7 r; `3 Y: K1 m3 {$ ?6 ?5熱處理標(biāo)注方式參考 , E9 j2 @1 D) V: j Z
- 要求硬度檢測的標(biāo)法
% u3 |1 o5 C% c![]() ! B+ J: f8 h; `7 H# v9 f
![]() - 局部熱處理標(biāo)注
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5 O0 }# X7 M; j5 t6 c1 L* o3.表面處理的標(biāo)法
/ r- \ }9 v6 g% k9 r![]() / e- b9 z5 N2 q. n8 W8 p4 V
4.滲碳/滲氮/氰化9 g! |1 ?0 O) O, \1 |
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+ A: B0 y7 k! ~" m0 y, @ P7 B9 a) G![]() : r; q5 D, S( Q8 Z# H
![]() ; ~# e2 d& ^4 t: A0 g
5.技術(shù)要求寫法參考' ~* }( A3 U! i$ G
; D0 O, t& k# }7 { P, u
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2 F7 p, T8 |7 w% t6.整張圖紙參考0 x9 m' I& ~' R5 J- e: f6 u3 g0 f
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4 [, x6 k4 e! z; Q4 H4 R![]()
7 l( ?/ S- l& I! x5 D6 y% ]9 \" b上圖倆份圖紙來源網(wǎng)絡(luò)，主要用來參考熱處理的標(biāo)注，其實并不完整，請勿計較。
+ u' t4 m, P; X說明: E( r4 [/ n0 G1 i- a9 T7 M
說明：本篇熱處理是網(wǎng)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(nèi)容，可以給我留言，我會安排盡快更新相應(yīng)的文章。
3 |) Z4 ~9 T+ |% L1 W0 I好東西要記得點贊和給大家分享噢。。。
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5 k _* a2 t: ]/ J, Y& z8 ^: S' G, C/ n
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發(fā)表于 2017-5-28 22:53:59
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