對(duì)熱處理過(guò)程中粹變及出現(xiàn)裂紋問(wèn)題的討論(參考版)
2025-05-17 03:49本頁(yè)面
【正文】 在生產(chǎn)、設(shè)計(jì)過(guò)程中，綜合分析，找出問(wèn)題的關(guān)鍵，抓住主 要矛盾，采取有效措施，就能明顯減小熱處理變形，避免開裂，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低消耗，增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。減小熱處理變形、防止開裂僅僅靠熱處理工作者是不夠的，要求設(shè)計(jì)人員充分考慮熱處理工藝性。 結(jié)論與展望 重要件關(guān)鍵件都要進(jìn)行熱處理。采用冷、熱加工配合，調(diào)整加工尺寸，對(duì)于大批生產(chǎn)零件是一種行之有效的方法。 此外，熱處理時(shí)使用淬火夾具，降低零件表面粗糙度，更換材料等，均可減小或避免零件的變形、開裂。通過(guò)修改技術(shù)條件和調(diào)整工藝路線可以解決這些矛盾。當(dāng)槽口、 內(nèi)螺紋等全部加工后，再整體淬火、回火、槽口硬度可達(dá)到技術(shù)要求，但是內(nèi)螺紋變形，不能保證精度。如圖 5 為鎖緊螺母。若先加工出這些孔萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 再進(jìn)行高頻淬火，則齒部靠近直徑為 35mm 孔的節(jié)圖將會(huì)變小，在高頻淬火后再鉆這 4 個(gè)孔，可減小變形，保證精度。 工件進(jìn)行熱處理，加熱冷卻并伴隨組織轉(zhuǎn)變，必然產(chǎn)生熱應(yīng)力、組織應(yīng)力，因此在零件加工過(guò)程中必須留有合 理的加工余量，這樣既可簡(jiǎn)化熱處理操作，又不使隨后機(jī)械加工時(shí)增加過(guò)大的工作量。 ，側(cè)向淬入，在可能的條件下，工件的尖、薄處要進(jìn)行預(yù)冷。同理。 對(duì)薄壁環(huán)狀工件，軸向垂直淬入。研究表明，鹽浴氮碳共滲能改善碳鋼的耐蝕性，其后的氧化、拋光能進(jìn)一步提高碳鋼的耐蝕性 [9] 。氮碳共滲具有處理溫度低，時(shí)間短，不受鋼種限制及模具畸變小等優(yōu)點(diǎn)。由于處理溫度低， CN 共滲后的模具淬透性提高，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。碳氮共滲層具有比滲碳層更高的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和耐蝕性，比滲氮層更高的抗壓強(qiáng)度和較低的表面脆性。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。由于表面滲氮層硬度高 (含有 Al 、 V、 Ti 等元素萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 的合金鋼，熱氮化處理后可獲得硬度 HV900～ 1100)，且處于壓應(yīng)力狀態(tài)，故而能顯著提高塑料模具型腔的耐磨性與疲勞強(qiáng)度，改善耐蝕性和抗擦傷性能，并有一定的熱硬性。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 。 通過(guò)固體、鹽浴、氣體、真空和離子滲碳，可在塑料模具鋼表層形成含碳量為 %～ %的滲碳層 ,再輔以淬火、回火處理使高碳層發(fā)生相變強(qiáng)化，其硬度可達(dá) 56～ 63HRC。這是塑料模具表面最常用的一類化學(xué)熱處理方法。塑料模具的化學(xué)熱處理通常包括滲碳、滲氮、滲硼、滲硫、滲鉻、滲釩及共滲稀土等。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。 、化學(xué)熱處理兩大類。 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)。 （ 2）采用分級(jí)淬火或等溫淬火 采用分級(jí)淬火或等溫淬火，可同時(shí)減小熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，將變形降低到最小程度。 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＞?，采用一次或多次預(yù)熱，課減小變形、防止開裂。在另一側(cè)也開槽，使零件形狀呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)減小了鏜桿在熱處理時(shí)的變形。原設(shè)計(jì)在鏜桿一側(cè)開槽，結(jié)果變形較大。封閉結(jié)構(gòu)如圖 3 所示彈簧夾頭，熱處理后再切開槽口 。 （ 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、開裂傾向較大可采取開工藝孔、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。 合理設(shè)計(jì)工件的結(jié)構(gòu) 尺寸 工件結(jié)構(gòu)盡量對(duì)稱，減少截面的厚薄懸殊，避免尖角和薄邊及厚薄交界處應(yīng)該平滑過(guò)渡。 （ 5）采取合理的生產(chǎn)工藝和工藝參數(shù)。 （ 4）對(duì)塑料模具材料進(jìn)行表面處理。 (3)對(duì)塑料模具表面進(jìn)行合理的處理。在塑料模具材料中加入稀土元素，增強(qiáng)氧化膜與塑料模具表面材料的附著力，也能提高抗高溫氧化的能力。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。在塑料模具材料中加入和氧親和力大的合金元素 如 Cr，實(shí)現(xiàn)優(yōu)先氧化，在塑料模具表面生成薄而致密的氧化膜。 (2)改變塑料模具材料的合金成分。以 5CrMnMo、 4Cr5MoSiV 和 3Cr2W8V 三種塑料模具鋼為例，它們的抗沖蝕 — 氧化能力逐次提高，分別可作低耐熱性熱作塑料模具鋼、中耐熱性熱作塑料模具鋼和高耐熱性熱作 塑料模具鋼。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。 鑄件的預(yù)備熱處理，一般是在鑄造后立即進(jìn)行退火或正火。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。淬火前的原始組織對(duì)淬火變形有很大的影響。 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。但對(duì)于一些高碳合金鋼工件，可以通過(guò)適當(dāng)提高淬火溫度來(lái)降低 Ms 點(diǎn)，增大殘留奧氏體量，以控制淬火變形。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。以便在緩冷介質(zhì)中冷卻時(shí)，能減小應(yīng)力與變形。 總之，熱處理變形及開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)，防止變形及開裂，提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如 :雙介質(zhì)淬火、馬氏體分級(jí)淬火、貝氏體等溫淬火、強(qiáng)烈淬火等。因此，必須合理選擇材料，避免淬火裂紋產(chǎn)生。如鏜桿上開有兩條對(duì)稱的槽，其中一條是為減小熱處理變形而設(shè)計(jì)的。 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。一般情況下碳鋼常采用淬火烈度大的水或水溶液作為淬火介質(zhì)；而合金鋼一般用油作為淬火介質(zhì)。常用的淬火介質(zhì)有水、油、以及鹽類水溶液、熔鹽、空氣等。 淬火介質(zhì) 根據(jù)碳鋼的等溫轉(zhuǎn)變圖可知，為了抑制非馬氏體轉(zhuǎn)變的產(chǎn)生，在 c 曲線“鼻子”附近（ 550℃左右）需要快冷，而在 650℃以上或 400℃以下溫度范圍，并
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