選擇材料注意事項(xiàng)
發(fā)布時(shí)間:2014-01-14 16:16:12
在設(shè)計(jì)過(guò)程中硬度的選擇是按照手冊(cè)中硬度范圍選擇的，工件在進(jìn)行熱處理后為什么不能達(dá)到規(guī)定的硬度呢？這是我們?cè)趯?shí)際進(jìn)行熱處理工藝對(duì)外加工協(xié)作服務(wù)時(shí)常常被客戶問(wèn)到的一個(gè)問(wèn)題。下面簡(jiǎn)要介紹一下。
熱處理硬度的決定受工件重量、材料牌號(hào)、工件形狀結(jié)構(gòu)、模具尺寸大小及后續(xù)加工方式等因素控制。工件淬透性的高低因鋼種的不同而高低不一致，所以鋼材的內(nèi)外硬度在進(jìn)行熱處理工藝后不一定相同，需根據(jù)尺寸大小來(lái)選擇材料和設(shè)計(jì)尺寸，不能直接按照設(shè)計(jì)手冊(cè)里的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和硬度要求來(lái)選取，熱處理工藝手冊(cè)上硬度標(biāo)準(zhǔn)是來(lái)自小試樣的熱處理結(jié)果，因此在實(shí)際工件進(jìn)行熱處理工藝時(shí)一定要按照實(shí)際操作情況來(lái)決定合理的硬度指標(biāo)。硬度指標(biāo)的合理性直接關(guān)系到工件熱處理后硬度。硬度指標(biāo)過(guò)高，工件的韌性就會(huì)損失，工件使用過(guò)程易開(kāi)裂，甚至熱處理工藝無(wú)法進(jìn)行。
如用彈簧鋼60Si2Mn制作大型工件，工件厚度在實(shí)際測(cè)量中很大，約120mm，存在厚薄顯著的地方，選擇熱處理工藝油冷淬火已無(wú)法達(dá)到要求的58-60HRC硬度要求。但是熱處理硬度手冊(cè)中硬度范圍可以達(dá)到58-60HRC，這是在臨界淬火尺寸內(nèi)的結(jié)果，如果結(jié)合到實(shí)際工件是沒(méi)有辦法達(dá)到的，可采用不規(guī)范的操作方法，即降低熱處理要求，但是同樣達(dá)不到提高材料性能的要求。
由于在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中供應(yīng)困難等諸多原因，采用臨時(shí)材料替代圖紙中規(guī)定的鋼種，熱處理工藝在操作過(guò)程中代用采用需遵循下列原則。
①“以優(yōu)代劣”：在常用鋼種的材料代替中也可采用這種“代用優(yōu)質(zhì)”材料。必要時(shí)還可做工藝試驗(yàn)進(jìn)行論證。如可以用優(yōu)質(zhì)的碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼代替普通碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼，用合金鋼代替碳素鋼等，而不能反過(guò)來(lái)代替；以低等材料代替高價(jià)材料時(shí)，除了要考慮材料的熱處理技術(shù)指標(biāo)是否能達(dá)到，還要考慮熱處理的工藝性是否可行。
對(duì)于工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，用碳素鋼代替合金鋼，采用水淬火，會(huì)造成工件變形和開(kāi)裂的結(jié)果，其次還會(huì)造成淬透性深度減少，淬火硬度降低等。如用彈簧鋼60Si2 Mn代替4Cr13制造有效尺寸大于Φ60mm的工件，因工件結(jié)構(gòu)存在特殊性，60Si2Mn不能采用水油雙液淬火時(shí)，只能油冷淬火，熱處理硬度不能達(dá)到4Cr13的油淬硬度。
②同一種代用：鋼種可分為高碳鋼、中碳鋼、低碳鋼三種，這是根據(jù)其化學(xué)成分不同而分類。代用時(shí)鋼種類別之間不能代用，一般相差5%含碳量，如45鋼代用材料可以用40或50鋼替代，不能用高碳鋼替代中碳鋼或低碳鋼。
對(duì)于焊接件而言，代用材料就和熱處理代用材料不同。不能用合金鋼來(lái)替代碳素鋼，例如40Cr不能代替45鋼焊接，否則焊接之后容易開(kāi)裂，40Cr可焊性不如45鋼。
本文參考《熱處理工藝問(wèn)答》一書。
常見(jiàn)問(wèn)題
