金属热处理过程中的雷区有哪些?怎么破?

xzdxmynet 发布于 2024-04-25 阅读(31)

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在制造模具零件时,通常采用热处理工艺以获得所需的硬度和强度。 金属热处理工艺是在固态下对金属材料进行加热、保存和冷却,以改变材料表面或内部组织并获得所需性能的方法。 。

但在实际操作中,失败往往是由一些不值一提的小细节造成的,而不是技术要点,也不是书本上提到的典型理论在具体应用中的错误。 应当吸取教训,引以为戒。 今天我们为大家整理了热处理工艺中的一些雷区,如下:

碳钢不能用于要求较高硬度和较大尺寸的淬火零件。

零件淬火后表面能达到的硬度取决于钢材的淬透性、截面尺寸和淬火剂。 在其他条件不变的情况下,随着零件尺寸的增大,淬火后其表面硬度降低。 因此,在设计和选择淬火零件材料时,必须考虑淬火硬度和尺寸的影响。

对于碳钢来说,由于其淬透性较差,其淬火硬度和尺寸效应较为明显。 当设计零件的横截面尺寸大于所选钢种的临界淬透直径时,将无法满足预定的硬度要求。 因此,此类工件应选用淬透性较好的合金钢。

在设计机械时,不能简单地应用手册中列出的材料的机械性能数据。

各种手册中列出的机械性能通常基于对可硬化的小尺寸试样进行测试获得的数据。 因此,在使用这些数据时必须注意尺寸效应对力学性能的影响。

当零件直径(厚度)接近材料的临界淬透直径时,手册中的数据可作为设计和材料选择的依据。 当零件尺寸远大于材料的临界直径时,随着截面尺寸的增大,钢材的力学性能会下降(这种现象称为尺寸效应),特别是对于淬透性较低的钢材,规模效应尤为明显。

对于形状复杂的淬火零件,不能采用变形量大的钢材。

对于形状复杂的工件,由于淬火时的热应力和组织应力,工件内部会产生较大的内应力,导致工件变形甚至开裂而报废。

要消除淬火时产生的副作用,必须设法降低淬火冷却速度。 为了能够在较低的冷却速度下淬硬,我们必须选择淬透性较好、变形较小的钢种。

严格防止水进入淬火油槽

油是一些小断面合金钢常用的淬火剂。 但如果不小心将水带入普通淬火油中,而该油不溶于水,该油就会与水乳化,形成乳化液。 这种介质的冷却能力是不一样的。 油的区别。 如果油是非乳化液,水和油分层存在,水位于油箱底部,淬火时可能会造成工件淬火变形和开裂。 如果水层较厚,淬火时迅速蒸发的水可能会引起爆炸。

有时不可避免地要采用水油双介质淬火,应管理到位并定期分开。

淬火夹具的设计和制造没有原则是不能随意进行的。

为了保证淬火工件能够合理加热并以正确的方式浸入淬火剂中以提高生产效率,在生产过程中往往需要设计和制造一些夹具。 淬火夹具的设计与产品的质量有很大关系。 因此,淬火夹具的质量不能随意进行设计和制造,必须满足以下要求:

1)不能承受工件红热时所给予的载荷,以及夹具在加热和冷却过程中变形妨碍工件自由延伸的夹具和吊架不宜使用;

2)线夹的尺寸和重量太大、太重,不宜使用;

3)不宜使用结构影响工件冷却的夹具;

4)用作夹具的材料不宜采用高碳钢,而应采用低碳钢,因为高碳钢焊接和制造困难,且容易因断裂而断裂,影响淬火。 高碳钢容易氧化、脱碳,在反复烧成时会因反复硬化而断裂,导致使用寿命缩短。

高、中频及表面淬火零件必须经过预备热处理

与普通淬火后的工件相比,高、中频表面淬火具有更高的表面硬度、更高的强度、更高的疲劳强度。 这些优越的性能主要得益于高中频加热是一种无需保温的快速加热。 这种加热条件导致奥氏体成分不均匀,奥氏体晶粒和亚结构细化,以及淬火后的硬化层中的淬火。 马氏体针状体极小,碳化物弥散度极高。

这些优越的结构和优异的性能只能通过小型的原始结构来获得。 如果原始组织中存在大块游离铁素体,则淬火后会出现硬化层厚度不均匀,影响硬化层硬度的均匀性,降低硬化层的性能,或导致出现软点淬火后。 因此,高、中频淬火件在淬火前必须进行正火或回火,以获得细小、均匀的组织。

气体渗碳工件之间的距离不能太小

气体渗碳依靠风机使炉内气氛强烈循环,实现炉内气氛均匀。 为了实现渗碳槽内炉气良好的循环,工件之间的距离不能太小。 特别是一些细小的渗碳体,装炉时不仅工件之间不能接触,而且工件之间的距离也不能太小,否则会使炉内气氛难以流通。 炉内气氛不均匀,甚至造成炉内局部死点,造成渗碳不良。 一般情况下,工件之间的距离应保持在5~10毫米的间隙。

高碳高合金钢的淬火修复件不宜直接淬火

高碳高合金钢具有较低的Ms点和较大的淬火比容。 因此,淬火零件具有较大的内应力。 如果直接重新淬火,很容易变形、开裂。 因此,重新淬火前必须进行退火处理,以消除其内应力。

采用高温淬火的高合金模具不能采用一次长期回火,而应采用多次回火。

高温淬火的高合金模具需多次回火。 例如,钢制成的热锻模具需要进行两次以上的回火。 这是因为这些高温淬火的高合金工件淬火后组织中有较多的残余奥氏体。 多次回火的目的是使残余奥氏体在回火冷却过程中完成向马氏体的转变,使残余奥氏体转变为回火马氏体。

如果采用长期回火,则很难实现上述结构转变。 回火不充分,会导致二次硬化现象不明显,工件尺寸稳定性差,脆性较大,使用寿命低。

具有网状碳化物的高碳钢不宜进行球化退火

为了降低硬度并获得更好的加工性能,高碳钢在淬火时不易发生过热、变形和裂纹,因此一般采用球化退火。 但球化退火前,钢中不得存在严重的网状碳化物。 如果存在网状碳化物,就会阻碍球化的进行。

对于网状碳化物组织严重的高碳钢,在球化退火前必须先进行正火处理,消除网状碳化物,然后再进行球化退火。

标签:  淬火 工件 硬度 夹具 零件 

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