對(duì)熱處理過程中粹變及出現(xiàn)裂紋問題的討論-文庫吧
2025-04-17 03:49 本頁面
【正文】 ..............11 結(jié)論與展望 ................................................................................................................... 14 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 15 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 引 言 變形是指零件在熱處理時(shí)引起的形狀和尺寸的偏差。變形是熱處理較難解決的問題，要完全不變形時(shí)不可能的，一般是把變形量控制在一定范圍內(nèi)。超過變形量 時(shí)，只能用校正法校正。開裂是絕對(duì)要避免的，因?yàn)殚_裂零件無法挽救，只能報(bào)廢，這既浪費(fèi)了材料與加工費(fèi)用，又影響了生產(chǎn)，給國家造成損失。因此，分析研究金屬熱處理變形、開裂的原因，掌握其規(guī)律性，并找出減小變形、防止開裂的技術(shù)措施，具有十分重要的意義。 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 1 熱處理變形、開裂的原因 工件的變形包括尺寸變化和形狀變化兩種。不論哪種變形，主要都是由于熱處理時(shí)，工件內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力所造成的。根據(jù)內(nèi)應(yīng)力的形成原因不同，可以分為熱應(yīng)力與組織應(yīng)力。工件的變形就是這兩種應(yīng)力綜合影響的結(jié)果， 當(dāng)應(yīng)力大于屈服極限時(shí)就會(huì)發(fā)生永久變形，如果大于材料的強(qiáng)度工件就會(huì)開裂。下面對(duì)兩種應(yīng)力分別加以研究。 熱應(yīng)力引起的變形 鋼件在加熱和冷卻過程中 ,將發(fā)生熱脹冷縮的體積變化以及因組織轉(zhuǎn)變時(shí)新舊相比容差而產(chǎn)生的體積改變。零件加熱到淬火溫度時(shí) ,屈服強(qiáng)度明顯降低 ,塑性則大大提高。當(dāng)應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度時(shí) ,就會(huì)產(chǎn)生塑性變形 ,如果造成應(yīng)力集中，并超過了材料的強(qiáng)度極限 ,就會(huì)使零件淬裂。導(dǎo)熱性很差的高碳合金鋼 ,如合金模具鋼 Cr12MoV、高速鋼 W18Cr4V 之類的工具鋼，淬火加熱溫度很高，如不采用多次預(yù)熱和緩慢加熱 ,不但會(huì)造 成零件變形 ,而且會(huì)導(dǎo)致零件開裂而報(bào)廢。此外 ,鑄鋼件和鍛件毛坯 ,如果表層存在著一層脫碳層 ,由于表層和心部導(dǎo)熱性能不同 ,在淬火加熱較快時(shí) ,也會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力而引起變形。冷卻時(shí)由于溫差大 ,熱應(yīng)力是造成零件變形的主要原因。 急冷熱應(yīng)力的兩個(gè)特點(diǎn)： 1）零件表面產(chǎn)生壓力，心部產(chǎn)生熱效應(yīng)。 2）大型軸類零件心部的軸向參與拉應(yīng)力特別大。對(duì)工件的影響：大型軸類零件如軋輥，因冷卻后軸向參與拉應(yīng)力很大，再加上心部往往存在氣孔、夾雜、鍛造裂紋等缺陷，故容易造成橫向開裂。對(duì)于形狀簡單的小軸類零件，新產(chǎn)生的表面壓應(yīng)力可以提高其抗疲勞能力。實(shí) 踐證明，熱應(yīng)力引起工件變形的特點(diǎn)是和物體內(nèi)部受到高的流體靜壓力作用的結(jié)果相似，它使平面變成凸面，直角變成鈍角，長的方向變短，短的方向變長。如圖 1。 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 圖 1 框型鑄件熱應(yīng)力的形成過程 組織應(yīng)力引起的變形 如果金屬制品在加熱和冷卻時(shí)發(fā)生相變，由于新舊相之間存在著結(jié)構(gòu)和比容差異，制品各部分又難以同時(shí)發(fā)生相變，或者各部分的相變產(chǎn)物有所不同，也會(huì)引起應(yīng)力，這種因組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變不均勻而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為組織應(yīng)力。 （ 1）拋光時(shí)應(yīng)避免過大的壓力手工油石研磨和手工拋光需要花費(fèi)高的生產(chǎn)成本，加工時(shí)間也較長，因此現(xiàn)在越來越 多地采用機(jī)械裝置研磨和拋光。采用手工拋光，加工應(yīng)力很少會(huì)超過鋼材表面的屈服強(qiáng)度，因此不會(huì)出現(xiàn)桔皮和麻坑。但采用機(jī)械拋光如果控制不當(dāng)，壓力就會(huì)超過屈服強(qiáng)度，從產(chǎn)生桔皮和麻坑。因此在采用機(jī)械拋光時(shí)應(yīng)非常小心，避免采用大的壓力。但在采用機(jī)械拋光時(shí)，總是希望較快完成，這樣就需要采用較大的壓力來清除以前的切削痕跡，而這樣就會(huì)造成更大的桔皮或麻坑。因此在拋光時(shí)一定要避免過大的壓力。 （ 2）修理模具表面的桔皮和麻坑 修理模具表面的桔皮和麻坑基本步驟： ①用油石磨光的方法除掉有缺陷的表面。通常是在進(jìn)行金剛石拋光前用新的油石 來磨光。 ②消除應(yīng)力，把模具的表面從高度受力的狀態(tài)下解除出來。消除應(yīng)力時(shí)的溫度應(yīng)該比模具的回火溫度低 100℃。這樣不至于使模具鋼軟化。 ③應(yīng)力消除之后，用金剛石拋光，這次用力要輕。 提高硬度有助于防止產(chǎn)生桔皮和麻坑 ,因?yàn)橹挥袑?duì)鋼材所施加的應(yīng)力大于屈服點(diǎn)，才出現(xiàn)桔皮 .因此可以通過提高模具硬度 ,使模具能承受更大的壓力而不出現(xiàn)桔皮，麻坑也隨硬度的提高而減少。因此滲碳模具由于表面較硬可以得到很好的拋光性能；氮化得好的模具在拋光過程中也不會(huì)產(chǎn)生桔皮和麻坑 . 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 塑料模具的表面處理技術(shù) 為保證成型后塑料制品的表面質(zhì)量 ，從而對(duì)塑料模具的表面狀態(tài)提出了以下要求 : ①型腔表面光滑。成型面要求拋光成鏡面，表面粗糙度低于 014μ m ,以使壓制件具有良好的外觀并便于脫模。 ②型腔表面耐磨抗蝕。一般要求成型面硬度達(dá) 30～ 60HRC，且表面粗糙度長期保持不變，長期受熱表面不軟化、不氧化。通常，塑料模具的主要失效形式為 :成型面磨損、塑性變形和斷裂。 表面磨損是指塑料對(duì)模具成型面的摩擦，使表面拉毛的現(xiàn)象。當(dāng)原料中含有無機(jī)填料時(shí)，將明顯加劇模具的磨損，除型腔表面粗糙度迅速惡化外，型腔尺寸也由于磨損而急劇變化。 塑性變形是指模具在持續(xù)受熱、受 壓作用下，發(fā)生局部塑性變形而失效的方式。這種失效是由于模具型腔表面的硬化層過薄，變形抗力不足或是模具在熱處理時(shí)回火不足，在服役時(shí)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變所致。 斷裂失效是危害最大的一種失效形式。塑料成形模具形狀復(fù)雜，存在許多角薄邊，在這些位置會(huì)造成應(yīng)力集中，產(chǎn)生斷裂。此外 ,回火不足也可能發(fā)生斷裂。 制品在加熱或冷卻過程中發(fā)生的相變總是先從表層開始的，然后向心部發(fā)展，若相變時(shí)體積增大，先轉(zhuǎn)變的表層膨脹將受到心部牽制。結(jié)果表層受壓應(yīng)力，心部受拉應(yīng)力。若相變時(shí)體積減小，則表層為拉應(yīng)力而心部為壓應(yīng)力。 例如鋼件淬火時(shí)，表層先 發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，由于馬氏體的比容大于母相奧氏體的比容，因而表層膨脹。但這種膨脹會(huì)受到心部的牽制，故表層受壓應(yīng)力，心部受拉應(yīng)力；當(dāng)心部也冷至馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下，心部發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變而膨脹，但又受到表層的牽制，故
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1