熱處理工藝與熱處理淬火
發(fā)布時間:2012-12-10 20:16:23
零件所選材料一般應先制成與成品尺寸形狀相近的毛坯，如鍛件、鑄件、焊接件等，然后再進行加工，零件的加工都是按一定的工藝路線進行的。熱處理淬火是機械制造過程中的重要工序，正確理解熱處理淬火的技術條件，合理安排熱處理淬火在加工工藝路線中的工序位置，對于改善切削加工性能、保證零件質(zhì)量具有重要意義。
熱處理的技術條件
熱處理淬火技術條件的內(nèi)容主要包括：工件最終的熱處理方法，熱處理淬火后組織和應達到的力學性能、精度和工藝性能要求。
一般零件均以硬度作為熱處理技術條件，但對于某些力學性能要求較高的重要零件，例如動力機械上的關鍵零件如曲軸、連桿、齒輪等，還應標出強度、塑性、韌性指標，有的還應提出對金相顯微組織的要求；對于滲碳件則還應標注出滲碳淬火、回火后表面和心部的硬度、滲碳的部位（全部或局部）、滲碳層深度等；對于表面熱處理淬火零件，在圖樣上應標出淬硬層的硬度、深度與淬硬部位，有的還應提出對顯微組織及限制變形的要求，如軸淬火后彎曲度、孔的變形量等。
熱處理的圖樣標注
標注熱處理技術條件時，可用文字和數(shù)字在圖樣上簡要說明，也可用熱處理淬火工藝分類及代號來表示。熱處理技術條件一般標注在零件圖標題欄的上方。
文字和數(shù)字說明：一般標注最終熱處理方法及其達到的力學性能要求，通常標注硬度值。在標注硬度值時應允許有一個波功范圍：一般布氏硬度范圍在30-40左右，洛氏硬度范圍在5左右，允許有一定范圍，如調(diào)質(zhì)220-250HBS。重要零件有時提出金相組織或強度、塑性要求，對于滲碳、滲氮件，則要標出滲碳、滲氮深度及淬火后回火的硬度值，表面淬火件還要標出淬硬層深度和硬度值。
熱處理代號：熱處理代號一般由四位數(shù)字組織，有時在四位數(shù)字后加上分類工藝代號。如退火代號5111，其中球化退火5111s、去應力退火5111e；正火代號5121，調(diào)質(zhì)代號5151，淬火和回火代號5141，可參照國家標準(GBlT 12603-1990)具體規(guī)定。
熱處理的工序位置
根據(jù)熱處理的目的和工序位置的不同，熱處理可分為預先熱處理和最 終熱處理兩大類。其工序位置安排的一般規(guī)律如下：
(1)預先熱處理：預先熱處理為后續(xù)加工或后續(xù)熱處理服務，包括退火、正火、調(diào)質(zhì)等，其工序位置一般均緊接毛坯生產(chǎn)之后，切削加工之前（如退火、正火）；或粗加工之后，精加工之前（如調(diào)質(zhì)）。
①退火、正火：主要作用是消除主坯的缺陷（內(nèi)應力、晶粒粗大、組織不均勻等）。通常都安排在毛坯生產(chǎn)之后、切削加工之前。對于精密零件，為了消除切削加工的殘專應力，在切削加工工序之間還應安排去應力退火。
②調(diào)質(zhì)：調(diào)質(zhì)目的是提高綜合力學性能為后續(xù)熱處理作組織準備，一般安排在粗加工之后、精加工或半精加工之前。調(diào)質(zhì)零件的加工路線一般為：下料一鍛造一正火（退火）一切削粗加工一調(diào)質(zhì)一切削精加工。
在實際生產(chǎn)中，灰鑄鐵件、鑄鋼件和某些鋼軋件、鋼鍛件經(jīng)退火、正火或調(diào)質(zhì)后，往往不再進行其他熱處理，這時上述熱處理也就是最終熱處理。
最終熱處理：最終熱處理包括各種淬火、回火及表面熱處理等。零件經(jīng)這類熱處理后，獲得所需的使用性能，因零件的硬度較高，除磨削加工外，不宜進行其他形式的切削加工，故最終熱處理工序均安排在半精加工之后。
①淬火、回火：整體淬火、回火與表面淬火的工序位置安排基本相同。淬火件的變形及氧化、脫碳應生磨削中去除，故需留磨削余量。直徑在200mm、長度在100mm以下的淬火件，磨削余量一般為0.35-0. 75mm。表面淬火件的變形小，其磨削余量要比整體淬火件小。整體淬火零件的加工路線一般為：下料一鍛造一退火（正火）一粗切削加工、半精切削加工一淬火劑淬火、回火（低、中溫）一磨削。
感應加熱表面淬火零件的加工路線一般為：下料一鍛造一退火（正火）一粗切削加工一調(diào)質(zhì)一半精切削加工—感應加熱表面淬火一低溫回火一磨削。
②滲碳：滲碳分整體滲碳和局部滲碳兩種。當零件局部不允許滲碳處理時，應在圖樣上予以注明。該部位可鍍銅以防滲碳，或采取多留余量的方法，待零件滲碳后淬火前再切削掉該處滲碳層。整體滲碳件的加工路線一般為：下料一鍛造一正火一粗、半精切削加工滲碳、淬火、低溫回火一精切削加工（磨削）。局部滲碳件的加工路線一般為：下料一鍛造一正火一粗、半精切削加工一非滲碳部位鍍銅（留防滲余量）一滲碳一淬火、低溫回火一精加工（磨削）。
③滲氮：滲氮溫度較低，變形小，滲層硬且薄，故滲氮后只宜精磨。調(diào)質(zhì)主要使心部獲得良好的綜合力學性能。滲氮件的加工路線一般為：下料一鍛造一退火一粗加工一調(diào)質(zhì)一半精切削加工一去應力退火一粗磨一滲氮一精磨。
本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。
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