做機械的必須要了解的9個熱處理基礎知識和2個注意事項

2019-05-19     機械設計一點通

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熱處理是將金屬材料放入特定的介質中加熱,保溫和冷卻,來改變材料表面或內部的金相組織結構,來得到我們需要的材質特性。這是一門很深的學問,深究起來一本厚厚的書都寫不全。弱水三千只取一瓢飲,我們只取一瓢自己需要的,吃透了即可。

以下為做機械相關的工程師,需要著重關注9點材料熱處理的基本知識:

1、退火

工藝:將鋼加熱至適當溫度——保溫——爐冷;

目的:降低硬度,提高塑性,為切削加工做準備,消除內應力,細化晶體,為後續熱處理做準備;

2、正火

工藝:將工件加熱至Ac3以上30-50度——保溫——取出空冷/噴水/吹風冷卻;

目的:使晶粒細化和碳化物分布均勻化。功能和退火有點類似,但還是有區別,後文會給出對比;

3、淬火

工藝:將鋼加熱至臨界點以上——保溫一段時間——快速冷卻;

目的:提高鋼的強度,硬度,耐磨性,韌性,疲勞強度甚至鐵磁性,耐腐蝕性;

4、回火

工藝:工件淬火後——重新加熱——保溫——空冷/水冷/油冷;

目的:清除淬火產生的應力,改善零件綜合性能,調整工件的強度,硬度,塑性和韌性,穩定尺寸,保證精度

5、調質

工藝:調質=淬火+高溫回火;

目的:調節材料高強度和高韌性,獲得綜合性能好的零件;

6、表面滲碳/滲氮/氰化

工藝:將工件加熱——在零件表面滲入相應的原子

目的:獲得表面硬度高,芯部韌性好的零件;

滲碳/滲氮/氰化三者區別:

綜合來看:滲碳和滲氮是各有特色,氰化相當於綜合了二者的優點,缺點是滲層較薄,易產生黑色組織;

7、發黑(發藍)

工藝:加熱——鹼性藥業浸泡——形成氧化膜

目的:表面防腐蝕,防鏽

8、固溶處理

工藝:將材料加熱——保溫——過剩相充分溶解——快速冷卻 ;

此工藝有點像淬火,但是加熱的溫度不一樣,得到的效果不一樣;

通俗講法:冰糖+米+水,不蒸煮,米和冰糖不溶,蒸煮後得到甜粥;

目的:改善鋼和合金鋼的塑性,韌性

9、時效處理(人工時效/自然時效)

(1)人工時效

工藝:低溫回火後,精加工前——加熱材料至100-150度——保溫5-20小時;

目的:穩定精密製件的尺寸,消除殘餘應力;

(2)自然時效

工藝:工件在室溫條件長時間放置;

目的:釋放殘餘應力,改善機械性能,穩定尺寸;

需要關注了解的2個注意事項:

1、弄清退火,正火和回火

四把火中,淬火沒的說,功能獨一無二,最容易理解,但另外三把火看起來都差別不大,都是改善材質性能的作用,很容易搞混,簡單區分如下:

退火,正火一般發生在切削和淬火前,但是對於性能要求不高的工件也可代替回火,作為最終熱處理;退火,正火在同樣能達到要求的時候優先選擇正火,因為正火成本低卻效率高;淬火後的加工件是不能直接使用的,脆性太大,易斷,所以一般都會進行回火,或者如第一點說的正火或退火。

2、如何選擇熱處理硬度

根據載荷種類考慮:

根據速度和精度考慮:

若倆零件摩擦,二者硬度應該有差,一硬一軟,更耐磨:


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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-mo/wBUxY2wBUcHTFCnfegkX.html