常用鋼材熱處理方法及目的.

1、常用鋼材熱處理方法及目的常用鋼材熱處理方法一.淬火將鋼件加熱到臨界溫度以上 4060 ,保溫一定時間 ,急劇冷卻的熱處理方法 ,稱為淬火。常用急劇冷卻的介質(zhì)有油、水和鹽水溶液。淬火的加溫溫度、冷卻介質(zhì)的熱處理規(guī)范 ,見表 <常用鋼的熱處理規(guī)范 >.淬火的目的是 :使鋼件獲得高的硬度和耐磨性 ,通過淬火鋼件的硬度一般可達(dá)HRC6065,但淬火后鋼件內(nèi)部產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力 ,使鋼件變脆 ,因此 ,要經(jīng)過回火處理加以消除。鋼件的淬火處理 ,在wiki 機(jī)械 /wiki 制造過程中應(yīng)用比較普遍 ,它常用的方法有 :1.單液淬火 :將鋼件加熱到淬火溫度 ,經(jīng)保溫一定時間后 ,在一種冷卻液中冷卻 ,

2、這種熱處理方法 ,稱為單液淬火。它適用于形狀簡單、技術(shù)要求不高的碳鋼或合金鋼 , 工件直徑或厚度大于 58mm 的碳素鋼 ,選用鹽水或水中冷卻 ;合金鋼選用油冷卻。在單液淬火中 ,水冷容易發(fā)生變形和裂紋 ;油冷容易產(chǎn)生硬度不夠或不均的現(xiàn)象。2.雙液淬火 :將鋼件加熱到淬火溫度 ,經(jīng)保溫后 ,先在水中快速冷卻至 300400 , 在移入油中冷卻 ,這種處理方法 ,稱為雙液淬火。形狀復(fù)雜的鋼件 ,常采用此方法。它既能保證鋼件的硬度 ,又能防止變形和裂紋。缺點是操作難度大 ,不易掌握。3.火焰表面淬火 :用乙炔和氧氣混合燃燒的火焰噴射到工件表面 ,并使其加熱到淬火溫度 ,然后立即用水向工件表面噴射

3、,這種處理方法 ,稱為火焰表面淬火。它適用于單件生產(chǎn)、要求表面或局部表面硬度高和耐磨的鋼件 ,缺點是操作難度大。4.表面感應(yīng)淬火 :將鋼件放人感應(yīng)器內(nèi) ,在中頻或高頻交流電的作用下產(chǎn)生交變磁場 ,鋼件在磁場作用下產(chǎn)生了同頻率的感應(yīng)電流,使鋼件表面迅速加熱 (2-10s 至淬火溫度 ,立即把水噴射到鋼件表面。這種熱處理方法,稱為表面感應(yīng)淬火。經(jīng)表面感應(yīng)淬火的零件 ,表面硬而耐磨 ,而內(nèi)部有較好的強(qiáng)度和韌性。這種方法適用于中碳鋼和中等含碳量的合金鋼件。表面感應(yīng)淬火根據(jù)所采用的電流頻率的不同 ,可分為高頻、中頻和工頻淬火三種。高頻淬火電流頻率為 100150kHz,淬硬層深 13mm,它適用于齒輪、

4、花鍵軸、活塞和其它小型零件的淬火 ;中頻淬火電流頻率為 50010000Hz,淬硬層深 310mm, 它適用于曲軸、鋼軌、機(jī)床導(dǎo)軌、直徑較大的軸類和齒輪等 ;工頻淬火電流頻率為50Hz,淬硬層一般大于 10mm,適用于直徑在 300mm 以上的大型零件的淬火 ,如冷軋輥等。二.回火將淬火后的鋼件加熱到臨界溫度以下某一溫度性(見表 ,保溫一段時間 ,然后在空氣中或油中冷卻的過程 ,稱為回火?；鼗鸬哪康氖?消除鋼件淬火時所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,使鋼件組織趨于穩(wěn)定 ;降低淬火中的脆性 ,增加塑性和韌性?；鼗鹗抢^淬火后進(jìn)行的熱處理工序 ,也是熱處理的最終工序 ,它對產(chǎn)品最終所需要得到的性能和組織起著決定性的影

5、響。鋼淬火后 ,硬度和強(qiáng)度雖有很大的提高,但塑性、韌性卻有明顯的降低,這就是淬火脆性。為了取得回火后所要求的機(jī)械性能,選擇好回火溫度是很重要的。根據(jù)回火溫度的不同,回火可分為低溫、中溫和高溫回火三種。1.低溫回火 :將淬火后的鋼件加熱到15029,并保溫一定時間 ,然后在空氣中冷卻 ,稱為低溫回火。目的在于保持鋼件淬火后所得到的高硬度和耐磨性的條件下 ,降低淬火脆性和內(nèi)應(yīng)力。低溫回火適用于各種刃具、量具和模具等的處理。2.中溫回火 :將淬火后的鋼件加熱到350450,經(jīng)保溫一段時間 ,隨爐冷卻下來。這種處理方法 ,稱中溫回火。它的目的是為了使鋼件保持一定硬度,從而得到較高的彈性。中溫回火適用于

6、彈簧、鍛模的處理。3.高溫回火 :將淬火后的鋼件加熱到500650,經(jīng)保溫后冷卻下來 ,稱為高溫回火。它的目的是完全消除淬火內(nèi)應(yīng)力,使工件得到高強(qiáng)度和高韌性。高溫回火主要用于要求強(qiáng)度、韌性高的重要結(jié)構(gòu)零件,如傳動主軸、曲軸、凸輪、齒輪等。三.退火將鋼件加熱到臨界溫度以上4060 ,在此溫度下停留一段時間(保溫 ,然后緩慢冷卻 ,這種熱處理方法稱為退火。碳鋼的臨界溫度是隨含碳量多少而變化,一般是750800,有些合金鋼是在 800900之間。退火的目的是壓、鑄造的內(nèi)應(yīng)力面指出的退火目的:降低硬度、提高塑性、改進(jìn)切削性能、消除內(nèi)應(yīng)力 ,如消除鍛,防止加工后的變形、細(xì)化晶粒、均勻組織、改進(jìn)機(jī)械性能。

7、上,不是所有鋼材都能達(dá)到的 ,而只能滿足一個或幾個目的。四.正火將鋼件加熱到臨界溫度以上 4060 ,保溫一定時間 ,然后在空氣中冷卻的熱處理方法 ,稱為正火。正火的加熱、保溫溫度都與退火相同 ,不同的只是冷卻速度不一。正火是在空氣中冷卻 ,冷卻速度快 ,時間短 ,操作方便 ,效率高。正火的目的是 :細(xì)化晶粒 ,均勻組織 ,提高鋼件的機(jī)械性能 ,消除內(nèi)應(yīng)力 ,改善鋼件的切削性能。正火常用于碳鋼代替退火五 .wiki 調(diào)質(zhì) /wiki將鋼件淬火后 ,再進(jìn)行高溫回火的熱處理方法 ,稱為調(diào)質(zhì)。其目的是細(xì)化晶粒 ,使鋼件得到高韌性和足夠強(qiáng)度。調(diào)質(zhì)一般是在粗加工后進(jìn)行的 ,它適用于各種重要結(jié)構(gòu)零件 ,特

8、別是交變載荷下工作的傳動軸、齒輪、絲杠等精密零件的預(yù)先熱處理 ,經(jīng)過調(diào)質(zhì)后 ,再進(jìn)行加工的工藝過程。調(diào)質(zhì)和高溫回火處理方法是相同的 ,目的都是細(xì)化晶粒、均勻組織、消除應(yīng)力 , 使鋼件得到良好的機(jī)械性能 ,不同的是高溫回火是熱處理的最終工序 ,而調(diào)質(zhì)處理則是精加工前的預(yù)備工序 ,是對半成品而作的熱處理操作。六.時效它是長時間消除零件在制造過程中所產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的工藝方法。時效處理有人工時效和自然時效。1.人工時效 :將鋼件 (或鑄鐵件加熱到100 150或更低的溫度 ,長時間 (5 10h保溫 ,然后在空氣中冷卻的方法,稱為人工時效。時效處理也是一種低溫補(bǔ)充回火 ,其目的是消除淬火后鋼件內(nèi)部組織的微

9、觀應(yīng)力和機(jī)械加工后的殘余應(yīng)力 ,以達(dá)到高精度零件的變形小和尺寸的穩(wěn)定性。如對量具、鑄鐵件消除內(nèi)應(yīng)力的人工時效處理。2.自然時效 :將粗加工后的零件 ,長期放置在露天 ,受自然溫度的調(diào)節(jié) ,逐漸消除內(nèi)應(yīng)力的處理方法 ,稱為自然時效。如鑄件放在露天、絲杠放在海水中、長軸懸吊掛起等。七.化學(xué)熱處理將鋼件放到含有某些活性原子 ,如碳、氮、鉻、鋁等的化學(xué)介質(zhì)當(dāng)中 ,借助高溫時原子擴(kuò)散的能力 ,使介質(zhì)中的某些原子滲入到鋼件表面層里 ,達(dá)到改變鋼的表面層的化學(xué)成分 ,使鋼件的表面層具有特殊的性能 ,這種方法稱為鋼的化學(xué)熱處理。它的目的是提高鋼件表面的硬度、耐磨性、耐蝕性、耐熱和抗疲勞等性能?；瘜W(xué)熱處理使零件

10、表面層和內(nèi)部都得到不同的組織和性能 ,從而大大地提高零件的質(zhì)量和壽命。常用的方法有滲碳、滲氮、氰化等。1.滲碳 :滲碳是碳原子滲入鋼件表面的過程。滲碳用于低碳鋼和低合金鋼(0.10.25%C。鋼件經(jīng)過滲碳淬火后具有較高的表面硬度(HRC6065 和耐磨性 ,而內(nèi)部仍保持較高的韌性。一些受沖擊的耐磨零件、如軸、齒輪、凸輪、活塞銷等都要進(jìn)行滲碳處理。按滲碳劑的不同,滲碳可分為固體滲碳、液體滲碳和氣體滲碳。其方法是將鋼件碳處理。按滲碳劑的不同,滲碳可分為固體滲碳、液體滲碳和氣體滲碳。其方法是將鋼件放人滲碳劑中,加熱至 930左右 ,經(jīng)保溫使碳原子擴(kuò)散到鋼件表面 ,鋼件表面含碳量可達(dá)0.81%,滲碳厚

11、度為 0.52mm。2.滲氮 :滲氮是把氮原子滲入鋼件表面的過程。滲氮多于含鋁、鉻、鉬等元素的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。滲氮可使鋼件表面得到比滲碳更好的硬度和耐磨性,特別是提高了鋼件的耐蝕性。滲氮方法是將鋼件放人含氮的介質(zhì)或利用氨氣加熱分解后的氮氣中 ,加熱至 500-620,保溫一定時間 ,使氮原子擴(kuò)散到鋼件表面,然后隨爐溫冷卻至200 以下 ,停止供氮。取出鋼件在空氣中冷卻。由于滲氮溫度低,因而滲氮速度緩慢 ,如得到 0.3 0.5mm 厚的滲氮層 ,就要經(jīng)過 2050h的滲氮過程。3.氰化 :在鋼件表面同時滲入碳原子和氮原子的過程叫氰化。它的目的是為了提高鋼件表面層的硬度和耐磨性,同時氰化又是提高疲勞強(qiáng)度極限最有效的方法 ,特別是對中、小型零件 ,如齒輪 ,小軸最適宜。氰化還適用于碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼 ,也適合于高速鋼等切削工具。氰化是將鋼件放在熔融的氰鹽溶液中加熱 K4Fe(CN6 氰化分解而形成活性的碳、氮原子,在加熱過程中 ,由氰鹽 NaCl 、KCl 、,滲入鋼件表面。根據(jù)加熱溫度不同 ,氰化可分為高溫氰化 (900-950、中溫氰化 (800 840 和低溫氰化。氰鹽是劇毒物質(zhì) ,因此 ,要特別防止中毒。八.發(fā)黑發(fā)黑