|
|
|
从设计的角度了解热处理
% r8 z8 P; u0 h0 ~ 2 p/ r- R/ n$ U4 O8 B
材料工艺-1
/ e5 {+ |0 L" s6 z( ~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
9 ~$ ~% J2 q, t9 v! N; E; R2 {
4 K8 r9 d+ o/ B8 [' M# K2 `一、退火/ \; g3 W7 B% ~4 A* z
工艺：将钢加热至适当温度——保温——炉冷
" w: F( a8 K9 E" S目的：
/ T* u p6 R8 h: 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
& M M( v0 n; N" P2 ~9 R
二、正火
3 C: h2 M/ _ c9 U' R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。
6 C" t5 c- A' ?3 l! p- q+ j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。
- X3 c, T$ t Q6 W+ X三、淬火# X t4 O" U7 g5 ]# t* Z2 @3 B
工艺：将钢加热至临界点以上——保温一段时间——快速冷却
/ K, _: {* W: h( i5 ?, D; j1 `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
- P4 u- n4 H/ C四、回火2 p6 e; ~- f0 a% i
工艺：工件淬火后——重新加热——保温——空冷/水冷/油冷" ]" u& ~) I2 ~, h) {0 t$ T
目的：, b% I! K7 J, }6 B4 T
- 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& m0 x6 N$ C& q" D5 h+ _
五、调质
+ p+ x/ q4 W0 i" o, D o- L工艺：调质=淬火+高温回火
6 O' H( V! r* g, N3 M6 q2 C目的：调节材料高强度和高韧性，获得综合性能好的零件 ~" u5 A$ P/ ] l: W& s0 B
六、表面渗碳/渗氮/氰化' L7 b8 e3 g0 f; _
工艺：将工件加热——在零件表面渗入相应的原子
) v3 O/ ]& W: o& T目的：获得表面硬度高，芯部韧性好的零件
) Q5 `$ V2 a+ l H8 |& E5 U% r三者区别：& R1 g2 M3 B6 {. l. W
 . T) T% N' m* ?3 c$ q
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 A' W" g: a: K$ w七、发黑（发蓝）
5 j7 o: x0 r1 N9 n6 g7 a6 Q- G工艺：加热——碱性药业浸泡——形成氧化膜$ u- N$ Q" _( i8 z5 q2 u @. b
目的：表面防腐蚀，防锈
8 Y, ~' @0 ?4 ]八、固溶处理+ S i/ H5 t% O6 x/ c
工艺：将材料加热——保温——过剩相充分溶解——快速冷却
( Q R! @/ h. L W% l" f1 F/ P7 Q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。" ]; e6 g* K, ` v d5 g
通俗讲法：冰糖+米+水，不蒸煮，米和冰糖不溶，蒸煮后得到甜粥% t/ c; ], \( |" c; f0 u
目的：改善钢和合金钢的塑性，韧性
- X# `! x6 E: E4 z3 L$ e九、时效处理
- P6 P0 Y" S& V, E" g1.人工时效
" K; }& G1 l& l' ^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。
3 Q0 m! r, u* a3 j/ V9 I2 d9 ^( n目的：稳定精密制件的尺寸，消除残余应力; _; A7 n+ J9 E0 p; h
2.自然时效% W+ O3 U3 C9 r7 I" O; S
工艺：工件在室温条件长时间放置" o5 P& |$ t- p& L& p
目的：释放残余应力，改善机械性能，稳定尺寸. J4 C" M+ B, {$ E1 e6 U! m
2弄清退火，正火和回火 5 f8 u5 W9 K, w$ |9 l
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：: d, \$ ?: z9 d" ]8 _1 v
- 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。
' N! w0 h$ B& S7 I5 {| 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: l* f" {. a. R7 H/ @
3如何选择热处理硬度
# `) n4 z% Q9 `2 i0 T2 j- 根据载荷种类考虑
7 T+ r3 J% @8 c/ @: l| 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
2 `2 c& N, L. k2 [| 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
2 \( I% c$ F1 a| 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) |
7 \3 j2 Q, }1 Z* Q# [, m
4常用材质热处理 5 F) T* y' q' }* O) \% I
 + n% s( G$ a' z9 x6 ?+ _
 0 ~" [ Q. S k; `7 `& f, y
 $ X0 X( l' j" W5 H$ n; d
5热处理标注方式参考 0 b, e6 `- n5 G' G J
- 要求硬度检测的标法
2 h7 D5 x0 J7 U$ d0 B! p
. G- P' S6 P1 Y' _+ { - 局部热处理标注2 F2 c v2 Q+ K+ j5 M
  . Y' b! a" r" q% L
 0 S$ M3 h r6 {% @- E( D
3.表面处理的标法4 @& D3 V, P( g- l
! ?- }) M" y# a; y4.渗碳/渗氮/氰化4 V* o6 V& K Q" {! U+ O
) I& V6 U6 F" A 4 J, v( P: K# y4 N. g( `
5 l6 p# c8 S4 F/ R! s( E5.技术要求写法参考# X& N- |$ ^$ C
! n$ g* L% E$ h$ j" F! u ! Q" Y" g2 x: f: O
6.整张图纸参考" h* B8 v% C) M0 A
+ G/ a, |9 X) N) I7 a% n
0 G+ H& g& T$ d- g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。, i3 y( T: w O
说明) w b7 _4 u3 L
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。 5 w* b8 w$ X3 j3 g1 _7 q
好东西要记得点赞和给大家分享噢。。。 . O+ [ U' u5 |) v* N) h. D8 X* Z( l
; r. V. v$ N: ?' F- J+ Y# r( R$ C5 c% m( r0 k
0 U; T5 k1 U V" z& w; q
|
评分
-
查看全部评分
|
[复制链接]
发表于 2017-5-28 22:53:59
