對(duì)熱處理過(guò)程中粹變及出現(xiàn)裂紋問(wèn)題的討論-全文預(yù)覽
【正文】 ，因此塑料模具變形較滲碳的小，但在碳氮共滲中應(yīng)注意避免和消除 HCN 的危害。由于時(shí)效硬化塑料模具鋼的時(shí)效溫度范圍與氮化溫度范圍相當(dāng)，因此時(shí)效處理也可與氮化處理同時(shí)進(jìn)行，既提高了時(shí)效硬化型塑料模具鋼的使用壽命，又不致明顯增加生產(chǎn)成本。研究表明 ,低溫滲碳可實(shí)現(xiàn)塑料模具的無(wú)形變表面強(qiáng)化 。這是塑料模具表面最常用的一類化學(xué)熱處理方法。通過(guò)工件表面的急熱急冷，可使表面一定厚度內(nèi)發(fā)生相變硬化而心部保持韌性，模具變形小且不會(huì)使表面變得粗糙。 采用正確的淬火操作方法 ，保證工件得到最均勻的冷卻并沿著最小阻力方向淬入淬火介質(zhì)，將冷卻最慢的面朝著淬火介質(zhì)的液面運(yùn)動(dòng)。 采用合理的熱處理工藝 （ 1）采用一次或多次預(yù)熱 為了減小熱應(yīng)力應(yīng)緩慢加熱以減小工件的溫差，尤其對(duì)形狀復(fù)雜或?qū)嵝缘母吆辖痄撝乒ぜ＞撸捎靡淮位蚨啻晤A(yù)熱，課減小變形、防止開(kāi)裂。原設(shè)計(jì)在鏜桿一側(cè)開(kāi)槽，結(jié)果變形較大。 （ 2）避免厚薄懸殊 厚薄懸殊的零件因?yàn)榇慊鹄鋮s不均勻，所以變形、開(kāi)裂傾向較大可采取開(kāi)工藝孔、加厚零件太薄的部分、合理安排空洞位置或不通孔為通孔等辦法。 （ 5）采取合理的生產(chǎn)工藝和工藝參數(shù)。 (3)對(duì)塑料模具表面進(jìn)行合理的處理。當(dāng)鋼中的 Cr 達(dá) 18%以上時(shí)，鉻鋼在含氧氣氛中會(huì)生成完整的 Cr2O3 膜，塑料模具表面發(fā)生沖蝕時(shí)，塑料模具表層金屬流失后又會(huì)生成新的 Cr2O3 層，而且含鉻越高，越容易生成這種保護(hù)層，這種保護(hù)層對(duì)塑料模具表面能起較好的保護(hù)作用。 (2)改變塑料模具材料的合金成分。采用不同的預(yù)備熱處理方法： (1)合理選擇制造塑料模具的材料。對(duì)變形要求較嚴(yán)格的工件，在加工過(guò)程中，要進(jìn) 行去應(yīng)力退火。 合理鍛造及預(yù)先熱處理 鋼中白點(diǎn)，鎖孔可能成為淬火裂紋的根源。對(duì)于易變形、淬裂的零件選用合金鋼，對(duì)于硬度要求不高的結(jié)構(gòu)件，在滿足硬度要求的情況下，盡可能的選用碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小的碳鋼以減少變形。 總之，熱處理變形及開(kāi)裂的影響因素是十分復(fù)雜的問(wèn)題，在制定淬火熱處理工藝時(shí)，應(yīng)充分考慮工件的形狀、 鋼中的碳含量，根據(jù)工件所要求的力學(xué)性能，合理選擇淬火方法及冷卻介質(zhì)，防止變形及開(kāi)裂，提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此，必須合理選擇材料，避免淬火裂紋產(chǎn)生。 零件的幾何 形狀尺寸 從熱處理工藝角度出發(fā)，零件設(shè)計(jì)最好采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，盡量避免尖角，要求截面過(guò)渡均勻。常用的淬火介質(zhì)有水、油、以及鹽類水溶液、熔鹽、空氣等。另外偏析現(xiàn)象和網(wǎng)狀組織 ,對(duì)淬火后工件的變形、特別是對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸的彎曲變形影響很大。鋼的淬透性與鋼的臨界冷卻萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 速度有密切的關(guān)系，臨界冷卻速度越底，鋼的淬透性越好，降低臨界冷卻速度的主要因素是鋼的化學(xué)成分，例如合金鋼的淬透性比碳鋼好。在高碳鋼中，由于 MS 點(diǎn)較低，殘留奧氏體較多，故淬火變形主要是熱應(yīng)力變形。但高碳鋼由于殘留奧氏體量的增加，抵消了一部分馬氏體轉(zhuǎn)變的膨脹作用，而體積變化相對(duì)減小。因此在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，要全面分析，指出起主導(dǎo)作用的是熱應(yīng)力還是組織應(yīng)力，以便判定變形的趨勢(shì)或裂紋產(chǎn)生的可能性，并采取各種 措施予以控制或防止。 組織應(yīng)力引起工件變形的特點(diǎn)與熱應(yīng)力相反，使平面變凹，直角變成銳角，長(zhǎng)的方向變長(zhǎng)，短的方向變短。 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。此外 ,回火不足也可能發(fā)生斷裂。 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。一般要求成型面硬度達(dá) 30～ 60HRC，且表面粗糙度長(zhǎng)期保持不變，長(zhǎng)期受熱表面不軟化、不氧化。 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(guò)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。 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(lái)。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(lái)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。 （ 1）拋光時(shí)應(yīng)避免過(guò)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(zhǎng)，因此現(xiàn)在越來(lái)越 多地采用機(jī)械裝置研磨和拋光。對(duì)于形狀簡(jiǎn)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。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。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。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。開(kāi)裂是絕對(duì)要避免的，因?yàn)殚_(kāi)裂零件無(wú)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(guó)家造成損失。論文分析了熱處理變形、開(kāi)裂的原因，影響變形的因素以及減少熱處理變形、防止開(kāi)裂的一系列技術(shù)措施。對(duì)熱處理變形的規(guī)律的復(fù)雜性我們還沒(méi)有徹底的認(rèn)識(shí)和掌握。超過(guò)變形量 時(shí)，只能用校正法校正。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。 熱應(yīng)力引起的變形 鋼件在加熱和冷卻過(guò)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。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。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(kāi)裂。 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(guò)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。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。通常是在進(jìn)行金剛石拋光前用新的油石 來(lái)磨光。 ③應(yīng)力消除之后，用金剛石拋光，這次用力要輕。 ②型腔表面耐磨抗蝕。當(dāng)原料中含有無(wú)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。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。 2）靠近表面層，切向拉應(yīng)力大于軸向拉應(yīng)力。除了內(nèi)應(yīng)力外，零件的變形還要原材料成分、工件的形狀和介質(zhì)冷卻速度的影響，實(shí)際情況要復(fù)雜很多。隨著鋼中含碳量的升高，馬氏體的質(zhì)量體積增大，因組織轉(zhuǎn)變而引起的體積變化及
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