金屬熱處理變形減小的方法

發(fā)布時(shí)間：2012-3-5 16:15:30

一、金屬熱處理工藝過(guò)程中的變形在金屬熱處理改善材料各種性能的過(guò)程中，熱處理變形是在所難免的，同時(shí)將直接影響到工件的壽命，精度，強(qiáng)度和噪聲，所以對(duì)于精度要求較高的零件，要使其變形量減少，應(yīng)著重分析溫度是控制變形的主要因素，并且掌握幾項(xiàng)次要因素。固態(tài)金屬或合金被采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱和保溫、冷卻，有時(shí)并輔助以機(jī)械作用和化學(xué)作用，將金屬內(nèi)部的組織和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而獲得改善材料性能的工藝叫金屬材料的熱處理。各種金屬材料獲得優(yōu)良性能的重要手段是通過(guò)熱處理工藝完成的，并且在許多實(shí)際應(yīng)用中，熱處理工藝是必不可缺少的。因?yàn)楦鞣N成形工藝和合理選用材料是不能滿足金屬工件所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。但是熱處理工藝除了具有積極的作用之外，還在處理過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生或多或少的變形，然而這又是機(jī)械加工中必須避免的，兩者之間是既共存又需要避免的關(guān)系，只能采用相應(yīng)的方法盡量把變形量控制在盡量小的范圍內(nèi)。二、變形的關(guān)鍵因素是溫度熱處理工藝在工業(yè)行業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用形式非常多，而工業(yè)行業(yè)中最基本的過(guò)程都是熱作用的過(guò)程，并且由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成的。然而整個(gè)工藝過(guò)程通常用熱處理周期、加熱溫度、加熱速度、保溫時(shí)間以及冷卻速度等五個(gè)參數(shù)來(lái)進(jìn)行描述。各種加熱爐在熱處理工藝中也能用到，金屬熱處理便在這些加熱爐中進(jìn)行（如基本熱處理中的退火、淬火、回火等等）。因此，熱處理的重要工藝參數(shù)測(cè)量中加熱爐內(nèi)的溫度測(cè)量也是其中一種。溫度在每一種熱處理工藝規(guī)范中都是很重要的內(nèi)容。假如溫度測(cè)量不準(zhǔn)確，執(zhí)行熱處理工藝規(guī)范就得不到正確的途徑，以至產(chǎn)品的質(zhì)量就會(huì)下降甚至報(bào)廢。熱處理工藝的關(guān)鍵是溫度的測(cè)量與控制，也是影響變形的關(guān)鍵因素。（1）工藝溫度如果降低并且縮短熱處理工藝的時(shí)間，那么工件的高溫漸變時(shí)間就會(huì)減少，變形也會(huì)相應(yīng)的減少。
　?。?）工藝溫度降低后工件的高溫強(qiáng)度損失相對(duì)減少，而塑性抗力就會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)。這樣工件的抗淬火變形、抗應(yīng)力變形、抗高溫蠕變的綜合能力就會(huì)增強(qiáng)，變形相對(duì)來(lái)說(shuō)就會(huì)減少。
　?。?）工藝溫度降低后工件加熱、冷卻的溫度區(qū)間就會(huì)減少，由此而引起的各部位溫度不一致性也會(huì)相應(yīng)降低，因此而導(dǎo)致的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力也相對(duì)減少，由此一來(lái)變形就會(huì)減少。
　　合理的熱處理工藝可以減少熱處理變形。例如：20CrNi2MoA經(jīng)過(guò)熱處理后的齒心部分的硬度、鋼齒圈齒的表面以及有效硬化層深度均可達(dá)到要求。三、變形的次要影響因素及減小措施（一）熱處理的預(yù)備：要用控溫正火或等溫退火來(lái)處理鍛件是因?yàn)檎鹩捕忍?、混晶、大量索氏體或魏氏組織都會(huì)使內(nèi)孔變形增大。金屬的正火、退火以及在進(jìn)行淬火之前的調(diào)質(zhì)，都會(huì)對(duì)金屬最終的變形量產(chǎn)生一定的影響，金屬的組織結(jié)構(gòu)上的變化是最直接影響的。通過(guò)實(shí)踐證明，有效地使金屬組織結(jié)構(gòu)趨于均勻，從而使其變形量減小是在正火時(shí)采用等溫淬火便可。（二）冷卻方法運(yùn)用合理：對(duì)金屬變形影響的另一個(gè)重要因素是金屬淬火后冷卻的過(guò)程。通常來(lái)說(shuō)，冷油淬火相比較熱油淬火變形大，因此，一般選用熱油淬火較多。溫度一般控制在100±20℃的范圍內(nèi)。淬火的攪拌方式和速度均影響變形，而且油的冷卻能力對(duì)變形也是至關(guān)重要的。當(dāng)金屬熱處理冷卻速度越快時(shí)，冷卻就越不均勻，而產(chǎn)生的應(yīng)力就越大，相對(duì)應(yīng)模具的變形也就會(huì)越大。盡量采用預(yù)冷可以保證模具的硬度要求，如果金屬淬火時(shí)產(chǎn)生的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，那么采用分級(jí)冷卻淬火能明顯減少，是一些形狀較復(fù)雜工件變形減少的有效措施。

常見(jiàn)問(wèn)題