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熱處理變形的修正方法分析   
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2020-06-10 | 241 次瀏覽 | 分享到:
熱處理變形的修正方法分析
  
  熱處理變形的修正方法分析
  模具鋼
  工件的熱處理變形可以得到一定程度的控制和減少,但不能完全避免。在實踐中,經常需要校正變形的工件。常用的校正方法可分為機械校正法和熱處理法。
  
  1.機械校正方法
  
  機械校正法采用機械或局部加熱的方法使變形工件產生局部微塑性變形,同時,隨著殘余內應力的釋放和重新分布,達到校正變形的目的。常見的機械校正方法包括冷壓校正、淬火和冷卻至室溫前的熱壓校正、壓力回火校正、熱點校正和用氧-乙炔火焰或高頻局部加熱變形工件的錘擊校正。在機械校正零件的使用、放置或精加工過程中,由于殘余應力的衰減和釋放,原始變形可能會部分恢復,并可能出現新的變形。因此,最好不要對承受高載荷的工件和精密零件進行機械校正。當需要進行機械校正時,校正后的塑性應變應超過熱處理變形塑性變形應變,但校正后的塑性變形量必須控制在一個小范圍內,一般應大于彈性極限應變的10倍,小于條件強度極限的1/10。淬火后應盡快進行校正,校正后應消除殘余應力。熱處理變形工件的校正需要操作人員熟練且耗時。因此,校正自動化是熱處理工人的一項重要任務。
  
  2.熱處理校正方法
  
  對于因熱處理膨脹或收縮變形而超出公差的工件,可通過再次使用適當的熱處理方法來校正變形。常用的熱處理校正方法包括在Ac1溫度下加熱和淬火以使膨脹的工件收縮,以及淬火和膨脹以使收縮的工件膨脹。當在Ac1溫度下加熱并在水中淬火時,工件不會隨著組織比容的變化而發生相變。因此,不會產生組織應力,只會產生由于芯和表面的不同熱收縮而產生的熱應力。淬火時,工件表面的急劇收縮對溫度較高、塑性較好的型芯施加壓應力,使工件沿主應力方向產生塑性收縮變形,這是熱處理收縮處理方法的機理。鋼的化學成分不同,其導熱系數和熱膨脹系數也不同。在Ac1溫度下加熱后,鋼的塑性和屈服強度也不同。熱應力產生的塑性收縮變形效應是不同的。普通碳鋼和低合金鋼的收縮效果明顯,而高碳高合金鋼的收縮效果較差。
  
  收縮處理的加熱溫度應根據Ac1選擇,以確保其在水中淬火時不會硬化。對于奧氏體穩定性差的碳鋼,可以采用略高于Ac1的溫度,通過利用相變溫度區的相變超塑性來實現最大的收縮效果。各種鋼的加熱溫度是
  
  碳鋼AC1-20 ~ AC1+20℃
  
  低合金鋼AC1-20 ~ AC1+10℃
  
  低碳高合金鋼(1Cr13、2Cr13、18Cr2Ni4WA等。)ac1-30 ~ ac1+10℃
  
  奧氏體耐熱耐蝕鋼850 ~ 1000℃
  
  加熱時間應保證工件被充分加熱,而鹽水是最好的冷卻方法。Ac1溫度下的加熱淬火收縮處理方法可以對各種不同形狀的工件進行收縮處理,如環形工件的內孔和外圓、扁平工件的孔、孔距尺寸和外尺寸、軸類工件的長度以及一些需要局部尺寸收縮的工件。
  
  用淬火膨脹法校正工件的收縮變形主要適用于形狀簡單的工件。其原理是通過增加淬火過程中工件表層發生馬氏體相變時的比容,對未發生馬氏體相變或未硬化的型芯施加拉應力,并通過型芯的拉伸塑性變形達到沿主應力方向膨脹工件的目的。對于由低中碳鋼和低中碳合金結構鋼制成的工件,當工件在常規淬火加熱溫度的上限溫度下進行加熱和水淬時,在淬火或半淬火條件下,主應力方向可擴展0.20%-0.50%。對于形狀簡單的工件,在略高于Ac1的溫度下加熱正火后,可重復淬火1-2次。適用于過共析合金工具鋼零件,如CrMn、9CrSi、GCr15、CrWMn等。在零件未硬化的情況下,可根據常規熱處理規范的上限加熱溫度對零件進行加熱,并盡可能硬化或獲得更深的硬化層,使零件沿主應力方向膨脹0.15% ~ 0.20%。淬火后,應在240 ~ 280℃回火。這種鋼的淬火膨脹變形主要取決于淬火過程中馬氏體相變比容的增加,因此膨脹變形是有限的,存在淬火裂紋的危險。
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