|
|
|
从设计的角度了解热处理 * p8 ~% q# M' x5 \% a) g* _# x4 h
7 A/ x5 k" Y _! @
材料工艺-1
+ M3 g, y/ u F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
0 O# k) |5 Y' ? j3 e8 X$ I6 v" j- h4 T% m" L: c+ W/ }: z
一、退火
! U: r1 ^- n4 Z工艺：将钢加热至适当温度——保温——炉冷
6 {2 F: g$ D* Y$ n. ?4 h目的：9 W7 O! U. @- A' _! k
- 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. ~ p5 y) Z9 L* c* V" |4 `4 ]
二、正火
1 q# y; i$ S6 V) b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。
7 l. ~2 n% ?& y! M- G1 ~/ _! s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。& b% m. |, b+ `
三、淬火) d9 T2 x8 P( t+ B9 V
工艺：将钢加热至临界点以上——保温一段时间——快速冷却) Y+ \! J4 e( L, {- w) ]( P
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3 X1 l" N" a1 O$ v$ U0 v
四、回火. F$ z" i) G0 j
工艺：工件淬火后——重新加热——保温——空冷/水冷/油冷0 |6 Q; R' c. z3 j# u+ J+ E
目的：. N5 G" v; A. G
- 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. c6 B0 t* G% d, H
五、调质
/ U- b( w$ C: p8 L, \+ E5 R# z, d工艺：调质=淬火+高温回火
9 p7 B3 e& V* b* _5 g7 S) C目的：调节材料高强度和高韧性，获得综合性能好的零件
4 r. ~1 n7 O8 n% E' t+ _六、表面渗碳/渗氮/氰化
$ r2 I* c9 p8 R工艺：将工件加热——在零件表面渗入相应的原子
* g- W; l) b& v% O8 |目的：获得表面硬度高，芯部韧性好的零件( N4 @$ m, c. K' F* |7 Q
三者区别：
$ j, z1 z! Y3 Y 2 G- ?- v* ?1 R$ Z8 q; s7 @* |0 ]
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。
/ j# \3 r9 f8 {7 ?/ v七、发黑（发蓝）
: Q6 R* o+ i! c& o工艺：加热——碱性药业浸泡——形成氧化膜
- S; c! W8 g H& Q! Q; k, O( z. C目的：表面防腐蚀，防锈
/ u3 U- `2 t& g八、固溶处理
+ f8 ]- O8 o8 p9 K7 h: v, H7 U工艺：将材料加热——保温——过剩相充分溶解——快速冷却
- y7 b7 Z/ [( q/ J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。2 E2 q3 V, X% K7 j9 Z: v
通俗讲法：冰糖+米+水，不蒸煮，米和冰糖不溶，蒸煮后得到甜粥. }" r0 v1 J$ M( ?" ^6 k5 F, x
目的：改善钢和合金钢的塑性，韧性4 b4 f; o5 r* Q6 Z. y
九、时效处理
9 H1 a) F) G& Q. Y4 x* M, U! ?/ r1.人工时效
6 I6 [, F4 G) q( K/ ?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。" \, f( l7 `! }& K1 @
目的：稳定精密制件的尺寸，消除残余应力
A8 A. w; i5 l' `9 c! m2.自然时效0 D2 m- A5 g, {1 n8 q
工艺：工件在室温条件长时间放置
6 u- m1 O0 Y9 w* W# t" u目的：释放残余应力，改善机械性能，稳定尺寸 b0 W( I+ N7 J" a
2弄清退火，正火和回火
; O6 \) B9 b+ g; x; ~4 Z$ O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：
4 `6 C0 s3 y0 ]/ Y- 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。* t$ E7 G( p* m& N2 ], Q/ l
| 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+ Q- @9 ^% a" h! g% U( K& |7 r
3如何选择热处理硬度
$ ?3 W4 m* J0 K9 C0 r. E" b- 根据载荷种类考虑 D# |- }0 v+ g4 q% ^0 x# h, H: x
| 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3 j. }" c5 j7 D0 u3 }
| 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
- c) k4 R( p! @$ T| 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) |
4 A& Y2 F# U; Q0 O d! j
4常用材质热处理 5 X0 e" M' c/ K: L; L' P% A
- D \; B$ T' j! S/ _7 m( y
! E# F, n' `5 U4 d6 I T5 c
# d, i6 c5 _1 I9 e5热处理标注方式参考
# L* N, @" v7 ?- 要求硬度检测的标法1 v9 t$ X/ A) w
2 x( O5 H8 x# R - 局部热处理标注
9 e5 R. `9 L! c
  , R, R$ p2 P s& p
& C9 l0 R' O7 |3.表面处理的标法: V+ B3 a" W% _. o
9 e& `1 V3 l" S, d$ Q5 O$ z! L4.渗碳/渗氮/氰化$ e. G2 _ A1 T4 o2 N5 W/ L6 _' g
 , S0 D% h& t4 ^, e& r# ]8 R
+ K" J- C1 v* y( @0 H 0 G! I. l9 ^% }- Q; G S
5.技术要求写法参考$ U$ g c: \' w& \! h* X$ N
: O8 ^/ {/ \, |% V9 x4 E
 / w* H; `; Q6 j, F& Z' u
6.整张图纸参考) B) x2 {* J I
! }$ r8 {$ n# Z- g, o7 I 2 d o% u3 s% K( `* E6 L% C' V0 w; E9 n1 H
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。3 [4 r1 f' o5 |1 ~, v
说明
* {" s' z5 {$ C1 f, _' r ?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。 : }/ N, v5 F* x! w m
好东西要记得点赞和给大家分享噢。。。
5 c' ^$ b* F+ f; p% K
5 u- }: [" W( B) @2 V* f! t
9 j, o! A* }+ l+ F$ v
6 C6 |6 ?6 j% k$ r( S+ d" ~ |
评分
-
查看全部评分
|
[复制链接]
发表于 2017-5-28 22:53:59
