金屬材料常用的熱處理方法

時間:2019-5-31 分享到:

既然鋼的熱處理能夠改變金屬材料的切削性能,那麼我們就需要熟練掌握常用的熱處理方法,使鋼材同時滿足成品應用要求和加工方便要求。金屬材料常用的熱處理方法

常用的熱處理方法有以下幾種。

退火

退火:将鋼件加熱到臨界溫度以上,在此溫度停留一定時間、緩慢冷卻的過程。

不同鋼号的臨界溫度不同,一般是710-750℃,也有的達到800℃或900℃。

目的:

1、降低硬度,便于切削加工。

2、細化晶粒、均勻組織,改善鋼件毛坯的機械性能,或者為下一步淬火做準備。

3、消除内應力。

正火

正火:将鋼件加熱到臨界溫度以上,在此溫度停留一定時間後,在空氣中冷卻的過程。

正火是退火的一種特殊形式,兩者加熱和保溫時間一樣,正火冷卻速度比退火快,可以縮短生産周期,比較經濟。

目的:使低碳和中碳結構鋼件及滲碳機件的組織細化,增加強度與韌性,減少内應力,改善切削性能。

淬火

淬火:将鋼件加熱到臨界點以上,保溫一段時間,然後在水、鹽水或者油中急速冷卻的過程。

目的:提高鋼件的硬度和強度。

對于工具鋼,淬火可以提高硬度以保證刀具切削性能和沖模工具及量具的耐磨性。

對于中碳鋼制造的機件,淬火是為回火做結構和性能上的準備,因為高強度和高韌性不能在淬火後同時滿足,必須經過回火處理後才能獲得。

舉例說明:齒輪和曲軸等工件,既要耐磨又要耐受沖擊,因此要求零件表面硬度高、中心韌性好,表面淬火可以達到這種要求。

表面淬火是将工件表面迅速加熱到淬火溫度(這時金屬内部溫度仍然比較低),随後用水噴到工件表面急速冷卻,就能獲得表面硬中心韌的工件。

表面加熱可以用氧炔焰、高頻電流或者中頻電流加熱。

回火

回火:将淬硬鋼件加熱到臨界點以下溫度,保溫,在空氣中或油中冷卻下來的過程。

目的:消除淬火後的脆性和内應力、調整組織、提高鋼件塑性和沖擊韌性。

回火使工具減少脆性保留硬度。

回火使零件提高韌性,同時不可避免的使硬度降低了。

調質

調質:淬火後高溫回火。

目的:使鋼件獲得很高的韌性和足夠的強度,具有良好的綜合機械性能。

調質一般是在零件機械加工以後進行,也可以把鍛坯或者經過粗加工的光坯調質後再機械加工。

像主軸、絲杆、齒輪等重要零件一般都是經過調質處理的。

時效

時效:為了消除毛坯在制造時産生的内應力,防止或者減少由于内應力引起的變形而采用的處理方法,一般分為自然時效和人工時效兩種。

自然時效是将要加工的機件,先在表面粗加工,然後露天停放;或者将機件吊挂幾天,使内應力逐漸削弱。

人工時效是将機件在低溫回火後、精加工之前,加熱到100-160℃保持10-40小時,然後慢慢冷卻。

自然時效效果好,但周期長效率低;人工時效效率高,但要花費一定的費用。

化學處理

化學處理:通過改變鋼件表層的化學成分,從而改變表層組織和性能的熱處理方法。

1、鋼的滲碳:碳原子滲入鋼件表面的過程。

鋼件經過滲碳并淬火後具有較高的表面硬度和耐磨性,中心保持高韌性。

2、鋼的滲氮:鋼件表面滲入氮原子的過程。

鋼件滲氮能提高表層硬度、耐磨性、耐蝕性或疲勞強度。

3、鋼的氰化:鋼件表面同時滲入碳和氮原子的過程。

經過氰化的鋼件表面,硬度和耐磨性都有提高。

發黑處理

發黑處理:将金屬零件放在很濃的堿和氧化劑溶液中加熱氧化,使金屬表面生成一層帶有磁性的Fe3O4薄膜的過程。

發黑處理屬于氧化處理方法的一種。

目的:使金屬表面防鏽,增加金屬表面美觀和光澤,消除淬火過程中的應力作用。

根據不同生産工藝要求,采用以上金屬材料常用的熱處理方法,使鋼材的硬度和韌性達到生産和使用标準。

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