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模具鋼百科
金屬材料的熱處理變形該如何避免
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2020-06-10 | 192 次瀏覽 | 分享到:
金屬材料的熱處理是以適當的方式加熱、絕緣和冷卻固體金屬或合金的過程,有時結合化學和機械作用來改變金屬合金的內部結構和結構,從而獲得改善的材料性能
  金屬材料的熱處理是以適當的方式加熱、絕緣和冷卻固體金屬或合金的過程,有時結合化學和機械作用來改變金屬合金的內部結構和結構,從而獲得改善的材料性能。熱處理工藝是獲得各種金屬材料優異性能的重要手段。在許多實際應用中,材料的合理選擇和各種成形工藝不能滿足金屬工件所需的機械性能、物理性能和化學性能,因此熱處理工藝至關重要。
  模具鋼
  然而,熱處理工藝除了其積極作用外,在處理過程中不可避免地會產生或多或少的變形,這在機械加工中是必須避免的。兩者之間的關系是共存的,需要避免。只有采取相應的方法才能將變形控制在盡可能小的范圍內。
  
  首先,溫度是變形的關鍵因素
  
  工業上實際使用的熱處理工藝有很多種,但它們的基本工藝都是熱處理工藝,包括三個階段:加熱、保溫和冷卻。整個過程可以用加熱速度、加熱溫度、保溫時間、冷卻速度和熱處理周期等幾個參數來描述。在熱處理過程中,使用各種加熱爐,并且在這些加熱爐中進行金屬熱處理(例如退火、淬火、回火、滲碳、氨滲透、滲鋁、滲鉻或脫氫、除氧等)。在基本熱處理中)。因此,加熱爐內的溫度測量成為熱處理的重要工藝參數測量。在每個熱處理工藝規范中,溫度是一個非常重要的內容。如果溫度測量不準確,熱處理工藝規范就不能正確執行,導致產品質量下降甚至報廢。溫度測量和控制是熱處理過程的關鍵,也是影響變形的關鍵因素。
  
  (1)降低工藝溫度后,工件的高溫強度損失相對減少,抗塑性增強。這樣,工件抵抗應力變形、淬火變形和高溫蠕變的綜合能力增強,變形將減小。
  
  (2)工藝溫度降低后,加熱和冷卻工件的溫度區間減小,由此引起的各部分溫度不一致也會降低,由此引起的熱應力和組織應力也會相對減小,從而減少變形;
  
  (3)如果降低工藝溫度,縮短熱處理工藝時間,將減少工件的高溫蠕變時間和變形。
  
  減少熱處理變形需要合理的熱處理工藝。例如,經熱處理后,20CRNI2MOA鋼齒圈的齒面、齒心硬度和有效硬化層深度均滿足要求。圖1是模數Mn = 12 mm的齒圈在不同溫度下球化退火后的硬度梯度曲線。從圖1可以看出,650℃球化退火后的硬度梯度與740℃球化和680℃等溫處理后的硬度梯度相似,沒有球化退火的齒輪的硬度低于前兩者。這是因為球化退火可以減少淬火后滲碳層表面的殘余奧氏體量,從而提高齒面硬度。因此,20CRNI2MOA鋼齒圈滲碳后應采用球化退火工藝。同時,為了減少熱處理變形,650℃球化退火效果更好。
  
  二、變形的其他影響因素及減少措施
  
  (1)初步熱處理
  
  正火硬度過高、混晶、大量索氏體或魏氏組織會增加內孔的變形,因此應采用控溫正火或等溫退火處理鍛件。金屬的正火、退火以及淬火前的淬火和回火都對金屬的最終變形有一定的影響,并直接影響金屬結構的變化。實踐證明,等溫淬火能有效地使正火時的金屬組織趨于均勻,從而減少其變形。
  
  (2)采用合理的冷卻方式
  
  淬火后的冷卻過程對變形的影響也是一個非常重要的變形原因。熱油淬火比冷油淬火變形小,一般控制在100±20℃。油的冷卻能力對變形也至關重要。攪拌方式和淬火速度影響變形。金屬熱處理的冷卻速度越快,冷卻越不均勻,產生的應力越大,模具變形越大。在保證模具硬度要求的前提下,盡可能采用預冷。漸進冷卻淬火可以顯著降低金屬淬火過程中產生的熱應力和微觀組織應力,是減少某些復雜形狀工件變形的有效方法。等溫淬火可以顯著減少一些特別復雜或高精度工件的變形。
  
  (3)零件的結構應合理
  
  在金屬熱處理后的冷卻過程中,薄的部分總是冷卻得更快,厚的部分冷卻得更慢。在滿足實際生產需要的情況下,工件的厚度差異應盡可能減小,零件的截面應盡可能均勻,以減少過渡區應力集中引起的變形和開裂傾向。工件應盡可能保持結構和材料成分及結構的對稱性,以減少不均勻冷卻造成的變形。工件應避免鋒利的邊緣、凹槽等。盡可能。在工件的厚度和臺階的交界處應該有圓角過渡。最小化工件上的孔和槽肋的結構不對稱性;厚度不均勻的零件采用預留加工量的方法。
  
  (4)采用合理的夾緊方法和夾具
  
  目的均勻加熱和冷卻工件,減少不均勻熱應力和不均勻組織應力,減少變形。夾緊方法可以改變。閥瓣部件垂直于油表面。軸部件垂直安裝。補償墊圈、支撐墊圈、疊加墊圈等。被利用了。滲碳心軸用于花鍵孔零件。
  
  (5)機械加工
  
  當熱處理是工件加工的最后一道工序時,熱處理變形的允許值應滿足圖紙規定的工件尺寸,變形量應根據前一道工序的加工尺寸確定。因此,根據工件的變形規律,熱處理前應預先調整尺寸,使熱處理變形剛好在合格范圍內。當熱處理是中間過程時,熱處理前的加工余量應視為加工余量和熱處理變形之和。一般來說,加工余量容易確定,而熱處理由于影響因素多而更加復雜,因此為加工留有足夠的加工余量,其余可作為熱處理的允許變形量。熱處理后的再加工。根據工件的變形規律,在收縮端采用反向變形和預脹孔,提高淬火后的變形合格率。
  
  (6)使用適當的媒體
  
  在保證相同硬度要求的前提下,盡量使用油性介質。實驗和實踐證明,在其他條件不變的前提下,油性介質的冷卻速度較慢,而水性介質的冷卻速度相對較快。此外,與油性介質相比,水溫的變化對水性介質的冷卻特性影響更大。在相同的熱處理條件下,淬火后油性介質的變形量相對于水性介質較小。
  
  熱處理可以提高工件的機械性能、強度和硬度,但變形效應是不可避免的?,F階段應重視我國熱處理技術和設備的改進,不斷學習國外先進技術,提高熱處理工件的質量和合格率,為我國熱處理行業做出貢獻。
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