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金属热处理常用工艺方式

时间: 2018-12-06 16:24 浏览次数:
简介:金属热处理常用工艺方式主要由退火、正火、淬火、回火、调制、时效、化学热处理、发黑等工艺方式,消除残余内应力,提高金属工件性能。
金属热处理常用工艺方式

金属工件经过热处理炉锻造加热后,会产生残余内应力,硬度大、塑性差,金属工件经过热处理后可有效降低钢的硬度,提高塑性,降低残余内应力,防止零件加工变形及开裂。金属热处理常用工艺方式主要有:

一、金属工件退火热处理工艺方式:主要是将金属工件在燃气热处理中加热到一定温度,保温一定时间,然后缓慢冷却到室温的过程,经过退火热处理,金属工件可以有效降低钢的硬度, 提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工;细化金属工件晶粒, 均匀钢的性能及为以后的热处理做准备;消除金属工件的热处理残余内应力,防止零件加工后变形及开裂;

(1)退火热处理:将金属工件在退火炉中加热到临界温度,不同金属工件的临界温度不同,加热保温一定时间后,然后随炉缓慢冷却,或埋在沙中冷却。退火可以细化晶粒、均匀组织、降低硬度,充分消除内应力退火,主要适用于含碳量在较低的锻件或铸钢件;

(2)球化退火热处理:主要是将金属工件加热到临界温度以上约20~30℃,经过保温以后,缓慢冷却再出炉空冷。目的是降低金属工件的硬度,改善金属切削加工性,并为以后淬火做好准备,以减少淬火后变形和开裂,球化退火适用于含碳素钢和合金工具钢;

(3)去应力退火热处理:主要是将金属工件加热,保温一定时间,然后缓慢冷却  (一般采用随炉冷却 ),目的是消除金属工件焊接和冷校直时产生的内应力,以防止以后加工和使用过程中发生变形。去应力退火工艺方式主要适用于各种铸件、锻件、焊接件和冷挤压件等;

二、正火热处理热处理:将金属工件加热到温度以上约40~60℃,保温一定时间,然后在空气中冷却。主要目的是改善组织结构和切削加工性能,对机械性能要求不高的零件,消除内应力。

三、淬火热处理热处理:主要是将金属工件加热到淬火温度,保温一段时间,然后在水、盐水或油中极速冷却,部分金属在空气中冷却。目的是使金属工件获得较高的硬度和耐磨性,使金属工件在回火以后得到某种特殊性能,如金属工件获得较高的强度、弹性和韧性等;

(1)单液淬火热处理:主要是将金属工件加热到淬火温度,金属工件经过一定时间保温以后,在淬火剂中冷却。单液淬火只适用于形状比较简单、技术要求不太高的碳素钢及合金钢件。淬火时,对于直径或厚度大于5~8mm的碳素钢件,选用盐水或谁冷却,合金钢件选用油冷却方式。

(2)双液淬火热处理:主要是将金属工件加热到淬火温度,经过保温以后,先在水中快速冷却,然后移入油中冷却;

(3)火焰表面淬火热处理:用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到零件表面,使零件迅速加热到淬火温度,然后立即用水想零件表面喷射,火焰表面淬火适用于单件或小批量生产、表面要求硬而耐磨,并能承受冲击载荷的大型中碳钢和中碳合金金属工件,如曲轴、齿轮和导轨等;

四、回火热处理工艺方式:主要是将淬火后的金属工件加热到金属临界温度以下,保温一段时间后,然后在空气或油中冷却。回火热处理是紧接着淬火以后进行的。主要目的是获得所需的金属工件力学性能,在通常情况下,零件淬火后的金属强度和硬度均有很大提高,但塑性和韧性却有明显降低,而零件的实际工作条件要求有良好的强度和韧性。选择适当的回火温度进行回火后,可以获得所需的力学性能,可获得所需的力学性能,稳定金属工件组织,稳定金属工件尺寸,消除热处理残余内应力。

(1)低温回火热处理:将金属工件淬硬的金属工件加热,并在这个温度保温一定时间,然后在空气中冷却,低温回火热处理工艺方式常用于切削工具、量具、模具、滚动  轴承和渗碳零件等,主要目的是消除金属工件因淬火而产生的内应力。

(2)中温回火热处理:主要是将金属工件加热,经保温一段时间冷却下来,一般用于各种弹簧及热冲模等零件,主要目的是使金属工件得到较高的弹性、一定的韧性和硬度;

(3)高温回火热处理:将淬火后的金属工件加热到,经过保温以后冷却,主要用于要求高强度、高韧性的重要结构零件,如主轴、曲轴、凸轮、齿轮和连杆等,主要目的是使金属工件获得较好的综合力学性能,即较高的强度和韧性及足够的硬度、消除金属工件因淬火而产生的内应力。

五、调质热处理工艺方式:主要是将淬火后的金属工件进行高温回火多用于重要的结构零件,如轴类、齿轮、连杆等调质一般是在粗加工之后进行的,主要目的是细化晶粒, 使钢件获得较高韧性和足够 的强度,使其具有良好的综合力学性能。

六、时效热处理工艺方式,主要目的是消除金属工件热处理残余内应,减少零件变形,稳定尺寸

1)人工时效热处理工艺方式:主要是将淬火后的金属工件加热,经过长时间的保温,随后冷却;

(2)自然时效热处理:将铸件放在露天,金属工件放在海水中或长期悬吊或轻轻吊打,要经自然时效的零件,一般需要先进性粗加工;

七、化学热处理:将钢件放到含有某些活性原子的化学介质中, 通过加热、保温、冷却等方法, 使介质中的某些原子渗入到钢件的表层, 从而达到改变钢件表层的化学成分, 使钢件表层具有某种特殊的性能。

(1)金属工件的渗碳热处理:将碳原子渗入金属工件表层,常用于耐磨并受冲击的零件,如;齿轮、轴、轮、活塞销等,目的是使表面具有很高的温度和耐磨性,而中心仍保持高的韧性;

(2)金属工件的渗氮热处理:将将氮原子渗入钢件表层常用于重要的螺栓、螺母、销钉等零件;主要是提高金属工件表层的硬度和耐磨性‘

(3)金属工件的氰化热处理:主要是将碳和氮原子同时渗入到金属工件中,表层适用于低碳钢中碳钢或合金钢等零件,也可适用于高速钢工具,主要目的是提高金属工件表层的硬度和耐磨性;

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