熱處理工(高級(jí))第四章課件

1、 第四章 復(fù)雜工件校直與矯正處理 了解工件畸變的影響因素以及工件熱處理過(guò)程應(yīng)力的變化和殘留應(yīng)力的分布；熟悉復(fù)雜工件的畸變規(guī)律和矯正方法；掌握工件畸變的預(yù)防和消除方法；學(xué)會(huì)判斷工件變形分析方法和利用工裝夾具減小工件熱處理變形的措施。第四章 復(fù)雜工件校直與矯正處理一、工件畸變的影響因素不同成分、不同形狀的工件熱處理畸變各不相同，影響工件畸變的因素主要有以下幾個(gè)方面。鋼的成分主要是通過(guò)對(duì)淬透性及Ms點(diǎn)的影響而影響工件的畸變。工件淬火前的原始組織及成分，碳化物的形態(tài)及分布情況對(duì)變形都有很大影響。工件的截面尺寸直接影響淬火后的淬透層深度，截面尺寸越大，淬透層越小，熱應(yīng)力變形的作用越大。第一節(jié)預(yù)防工件畸變

2、的方法3.工件的截面尺寸及形狀2.鋼的原始組織1.鋼的成分隨著工件淬火溫度的提高，工件的熱應(yīng)力將加大，同時(shí)由于鋼的淬透性也隨之增加，所以其相變應(yīng)力也將增大。在獲得相同硬度及相同組織的情況下，比較緩和的冷卻介質(zhì)所引起的淬火變形總要小些，因此在可能的情況下盡量選用較為緩和的淬火介質(zhì)。二、預(yù)防工件畸變的方法由于受到多種因素影響，工件熱處理過(guò)程會(huì)出現(xiàn)多種畸變，影響工件的進(jìn)一步加工，甚至造成工件報(bào)廢。第一節(jié)預(yù)防工件畸變的方法4.加熱溫度5.冷卻介質(zhì)及冷卻方式工件的材料選擇是根據(jù)其性能要求、尺寸及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)選擇的。在設(shè)計(jì)工件的外形、尺寸及內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該考慮到熱加工的工藝性能。工件產(chǎn)生畸變的主要原因是應(yīng)力

3、超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度造成的。工件在爐內(nèi)的放置位置要注意既使工件均勻受熱，又能避免因工件自重產(chǎn)生畸變。第一節(jié)預(yù)防工件畸變的方法1.正確的選材3.冷熱加工工序的配合2.合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及技術(shù)要求4.熱處理工藝要求第二節(jié)復(fù)雜工件畸變規(guī)律與矯正方法復(fù)雜工件畸變規(guī)律與矯正方法見表4-1。第二節(jié)復(fù)雜工件畸變規(guī)律與矯正方法第二節(jié)復(fù)雜工件畸變規(guī)律與矯正方法第二節(jié)復(fù)雜工件畸變規(guī)律與矯正方法第二節(jié)復(fù)雜工件畸變規(guī)律與矯正方法一、熱處理內(nèi)應(yīng)力的分布工件熱處理時(shí)只要伴隨有相變過(guò)程，熱應(yīng)力和相變應(yīng)力總是同時(shí)產(chǎn)生。圖4-1碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.3%的碳鋼圓柱試樣淬火時(shí)熱處理應(yīng)力變化和殘留應(yīng)力分布第三節(jié)熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的分布規(guī)律 及

4、減少畸變的方法圖41為碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13的碳鋼圓柱試樣淬火時(shí)熱處理應(yīng)力變化和殘留應(yīng)力分布。圖4-2碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%、釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%鋼圓柱試樣在800水冷淬火后的殘留應(yīng)力分布第三節(jié)熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的分布規(guī)律 及減少畸變的方法1.心部未淬透情況下的殘留應(yīng)力圖4-3低碳合金鋼圓柱試樣(10mm)淬火時(shí)熱處理應(yīng)力變化和殘留應(yīng)力分布a)淬火時(shí)熱處理應(yīng)力變化b)殘留應(yīng)力分布情況第三節(jié)熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的分布規(guī)律 及減少畸變的方法2.心部淬透情況下的殘留應(yīng)力分布二、減小工件畸變的方法根據(jù)工件熱處理過(guò)程中熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的分布規(guī)律，工件在淬火的加熱、保溫和冷卻過(guò)程中，都可能由于內(nèi)應(yīng)力而引起變形。對(duì)

5、于細(xì)長(zhǎng)工件應(yīng)該垂直放置或吊掛，不可平放，尤其不能懸空支撐平放或斜放，否則，隨著溫度升高，工件強(qiáng)度降低，在自重的作用下會(huì)引起彎曲變形。在保證淬硬的前提下，一般應(yīng)盡量選擇低一些的淬火溫度和保溫時(shí)間，以減小工件的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力。第三節(jié)熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的分布規(guī)律 及減少畸變的方法2.合理地選擇加熱溫度和保溫時(shí)間1.選擇合理的裝爐方式對(duì)于形狀復(fù)雜、要求嚴(yán)格的工件，尤其是高合金鋼，如果加熱速度過(guò)快，溫度不均勻，引起的熱應(yīng)力必然會(huì)使工件產(chǎn)生變形。工件淬火冷卻時(shí)，應(yīng)該根據(jù)不同的情況，選擇不同的冷卻速度和冷卻方式。正確的淬火操作是減小淬火變形的有效方法。第三節(jié)熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的分布規(guī)律 及減少畸變的方法5.進(jìn)

6、行正確的淬火操作4.選擇合理的冷卻方式和冷卻介質(zhì)3.合理地進(jìn)行加熱1)某廠生產(chǎn)的矩形截面(35mm35mm)導(dǎo)軌材質(zhì)為GCr15鋼，長(zhǎng)度(L)分別為500mm、700mm，預(yù)先熱處理為調(diào)質(zhì)(2532HRC)。加工過(guò)程及情況分析：該產(chǎn)品的加工工序?yàn)橄铝襄懺?040mm退火刨削加工調(diào)質(zhì)。2)某廠生產(chǎn)的矩形截面為25mm25mm圓弧鋼條，內(nèi)徑為250mm，展開角度為155，材質(zhì)為軸承鋼。圖4-4圓弧鋼條與淬火夾具示意圖第四節(jié)工件校直與矯正訓(xùn)練1)設(shè)計(jì)專用夾具：使工件在熱處理過(guò)程減小因自身重量而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，如圖4-4b所示。2)調(diào)整熱處理工藝：淬火前增加一道5005602h的去應(yīng)力回火，消除工件在機(jī)械加工過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；在淬火、回火過(guò)程中，將淬火工藝調(diào)整為83084020mim，控制淬火介質(zhì)油溫為3060，淬火后硬度為6062HR