|
|
|
从设计的角度了解热处理 + T/ a* G+ Z" Q e3 J+ T
* [$ M9 q \! n# f( \% G9 r材料工艺-1 + V% k f1 w: _/ i8 [; n
前 言 热处理是将金属材料放入特定的介质中加热，保温和冷却，来改变材料表面或内部的金相组织结构，来得到我们需要的材质特性。这是一门很深的学问，深究起来一本厚厚的书都写不全。落水三千，只取一瓢自己需要的，吃透了即可。作为机械工程师，我们只需要着重关注一些设计常用材料热处理知识就够了。 1了解各项热处理的
" u6 z- o) s5 d! {/ n( E( N+ p- k" C2 X& o
一、退火
3 {0 s( @1 z; Y工艺：将钢加热至适当温度——保温——炉冷
2 b- B* ?7 Z0 p$ F# n' k, C目的：
3 j" l' u% Z& G: r& u+ y- 降低硬度，提高塑性，为切削加工做准备
- 消除内应力
- 细化晶体，为后续热处理做准备5 D7 y+ o S2 f9 R
二、正火 f3 i% H, C) Z, k
工艺：将工件加热至Ac3以上30-50度——保温——取出空冷/喷水/吹风冷却。; Q( F% z3 j* y
目的：使晶粒细化和碳化物分布均匀化。功能和退火有点类似，但还是有区别，后文会给出对比。3 s- P0 |$ g- l) ]1 b# }! L
三、淬火
6 Q/ b: U8 ?. b' v( g工艺：将钢加热至临界点以上——保温一段时间——快速冷却/ o6 W1 w- _: S* c) r# M8 O; G7 {
目的：提高钢的强度，硬度，耐磨性，韧性，疲劳强度甚至铁磁性，耐腐蚀性
2 a3 A) O$ c, w* }四、回火/ ?% o% ~) J J/ T7 g5 q6 E
工艺：工件淬火后——重新加热——保温——空冷/水冷/油冷8 r: {" o$ `% ?, T, S% e( D
目的：
0 M0 L; J1 _* A( |- 清除淬火产生的应力
- 改善零件综合性能，调整工件的强度，硬度，塑性和韧性
- 稳定尺寸，保证精度) _5 {% M# r( D9 A- f+ m4 `3 p) U
五、调质% Y/ `. b3 ]2 x' H# n
工艺：调质=淬火+高温回火% ~# B, u, J# t( ?' H( E
目的：调节材料高强度和高韧性，获得综合性能好的零件' V# }/ {* p" v1 H) `4 Z% ~3 I
六、表面渗碳/渗氮/氰化2 v4 a3 `7 x2 @- A
工艺：将工件加热——在零件表面渗入相应的原子- x4 i3 s! G5 v$ N- J( G
目的：获得表面硬度高，芯部韧性好的零件* G" c! R7 ~8 a0 c; }) h) t
三者区别：; T/ S) ^2 O$ \; Q; _" w
 - g$ j% T# Z1 s1 x
综合来看：渗碳和渗氮是各有特色，氰化相当于综合了二者的优点，缺点是渗层较薄，易产生黑色组织。
1 M; m! [- e" M0 d七、发黑（发蓝）
+ f: ~4 A; x. r+ z工艺：加热——碱性药业浸泡——形成氧化膜
8 L( l' x( }7 a' k. L目的：表面防腐蚀，防锈
( p% c" D9 D0 u) T2 i. [5 e八、固溶处理# s7 J, u+ j- w5 S' `2 Z4 T
工艺：将材料加热——保温——过剩相充分溶解——快速冷却
& l9 S$ @% O" b: q. D5 w此工艺有点像淬火，但是加热的温度不一样，得到的效果不一样。
% _8 g: c( @! C' W) \1 d# w; O* j, ]通俗讲法：冰糖+米+水，不蒸煮，米和冰糖不溶，蒸煮后得到甜粥, c0 E2 k4 ]. j
目的：改善钢和合金钢的塑性，韧性0 G, o! J+ w4 r( m7 I7 I3 D
九、时效处理
( N% i* f/ w$ x1 ]1.人工时效
( e8 @( q4 e3 ?7 ~# C' j/ ~ Q工艺：低温回火后，精加工前——加热材料至100-150度——保温5-20小时。, C7 f. q( ]! y7 O2 ?: t
目的：稳定精密制件的尺寸，消除残余应力
. e' a5 R: r; n2.自然时效" _, _3 H8 P# b0 H6 Q
工艺：工件在室温条件长时间放置
3 @7 I# H0 d v5 T目的：释放残余应力，改善机械性能，稳定尺寸
+ O. a- R r2 K r9 @0 a9 {9 ]( Z2弄清退火，正火和回火 - l- ?7 F( w1 b: S! ?
四把火中，淬火没的说，功能独一无二，最容易理解，但另外三把火看起来都差别不大，都是改善材质性能的作用，很容易搞混，简单区分如下：# B# f6 h8 f! V1 L' |- `
- 退火，正火一般发生在切削和淬火前，但是对于性能要求不高的工件也可代替回火，作为最终热处理。
- 退火，正火在同样能达到要求的时候优先选择正火，因为正火成本低却效率高。4 q( t. \9 @% R$ p
| 情况 | 预处理 | 原因 | | 低中碳钢（含碳量<0.45%） | 正火 | 二者都能达到要求，选正火 | | 高碳钢，合金钢 | 退火 | 若此处用正火，硬度太高，不利于切削 | | 形状复杂，尺寸大 | 退火 | 退火温柔，不易变形，开裂 | | 一般工件 | 正火 | 这一项是与第三项对比形成的 |
- 淬火后的加工件是不能直接使用的，脆性太大，易断，所以一般都会进行回火，或者如第一点说的正火或退火
% m! Y: r5 P- U
3如何选择热处理硬度
+ W& F9 y8 [- Z4 `( j, T( y* R; K- 根据载荷种类考虑
8 }! l J: f0 u/ x| 承受均匀静载荷（工件无应力集中缺口） | 硬度越高，强度越高，可根据载荷大小，选择较高的硬度或与强度相适应的硬度(缺口一般是指槽、沟或断面变化很大) | | 承受均匀静载荷（工件有应力集中缺口） | 需要较高的塑性，使其在承载情况下，应力分布趋于均匀，减少应力集中现象，只能具有适当的硬度。如工作情况下不允许降低硬度，则可用滚压等表面强化处理，改善应力分布 | | 承受冲击、疲劳应力的零件 | 1.冲击不大时，一般可用中碳钢全部淬硬 | 2.冲击力较大，一般用中碳钢全部淬硬，或表面淬硬； | 3.冲击力和疲劳应力都大时，一般是表面淬硬 |
- 根据速度和精度考虑8 v$ t4 c1 o4 b. i: I6 m: v; D
| 高速或高精度 | 一般要求硬度50～62HRC，但如果轴径太大，虽然转速很高(3000r/min)，这个不可能淬到很高的硬度(一般只能达220HB左右)，便不能一律要求高速度高硬度，而要通过降低配合件的硬度和其他措施来处理 | | 中速 | 一般采用中硬度40～45HRC | | 低速 | 一般采用低硬度，正火或调质硬度220～260HB |
- 若俩零件摩擦，二者硬度应该有差，一硬一软，更耐磨, m; z' O1 s1 F- @
| 举例一：传动齿轮 | 小齿轮齿面硬度一般比大齿轮齿面硬度高25～40HB | | 举例二：螺母与螺栓 | 螺母材料比螺栓低一级，硬度低20～40HB(可以避免咬死和减少磨损) |
1 z! b# N+ A+ s0 L3 f
4常用材质热处理
9 l5 {0 x( K6 S' ~2 v) Y- Y 9 L$ ]+ o9 S+ _
, n2 X- S$ ~1 _* @' }# |$ H ?9 ]- b3 ~9 t% h4 ~# R$ Z
5热处理标注方式参考
% T! G z3 F& w- 要求硬度检测的标法
1 m) r0 ?7 e5 n9 }
5 E/ h: @9 q# B0 R - 局部热处理标注! V4 M% e* V. i6 J8 `: s p& d
 
+ ]& N7 ~2 a! \6 { ( p- D2 z5 L: I/ E
3.表面处理的标法
3 t# k$ w4 k6 N x6 `
}1 [- u# {5 C0 B4.渗碳/渗氮/氰化0 R( j0 Z6 M" r" T& c
) ]2 Z" Q( g% l' h9 ^+ i3 e 0 v& f6 _$ I3 W3 a% }
+ Z, l& P. A. q" [5.技术要求写法参考: e$ B$ C( A% ?; w
% ~+ c( s6 c- T3 x( m b6 Q4 M/ W8 J5 H! h7 n
6.整张图纸参考% M; ?$ J% v m) c
4 X0 A* Q |7 _% j8 d7 I: j 8 [7 h4 T) s( r
上图俩份图纸来源网络，主要用来参考热处理的标注，其实并不完整，请勿计较。
: J8 C% p* ?/ k, B9 [( S6 B说明
9 G o# G! \; p# Y, |0 K$ n说明：本篇热处理是网友巴黎铁塔急切想了解的，所以提前更新一篇工艺类文章。若各位朋友还有什么需要提前看到的内容，可以给我留言，我会安排尽快更新相应的文章。 ) Y7 x) @8 d2 G/ B# F% L
好东西要记得点赞和给大家分享噢。。。
, O8 n- D0 s, {; F* t) A
4 W* y8 z4 P0 u. K. _$ R0 ~; c/ O$ t( }% }2 ^8 W% f0 O* m Y1 h
0 S. ^3 w% z) r. ~
|
评分
-
查看全部评分
|
发表于 2017-5-28 22:53:59
