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热处理工序的安排,热处理工序是主轴加工的重要工序,它包括:(1)毛坯热处理。主轴锻造后要进行正火或退火处理,以消除锻造内应力,改善金相组织、细化晶粒、降低硬度、改善切削加工性。(2)预备热处理。通常采用调质火正火
轴承滚子加工过程 1.圆柱滚子的工艺过程毛坯成型→ 去毛刺 或环带→软磨滚道面→软磨双端面→热处理→前 粗磨 滚动面→粗磨双端面→后粗磨滚动面→终磨双端面→细、终磨滚动面→ 超精加工 滚动面→清洗、干燥→终检
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。加热是热处理的重要步骤之一。滚动轴承钢热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。
1、预先热处理:轴承是部件,可根据零件分为内圈、外圈、滚动体和支撑架。内圈、外圈、滚动体采用轴承钢制作,一般情况下热处理工艺有锻后去应力退火,球化退火、机加工后去应力退火,对于精密级轴承,还有均匀化退火、去氢
(1)预先热处理 ①正火:铬轴承钢正火工艺,工件透热后保温40~60min,冷却需要较快,正火之后立即转为球化退火。②球化退火:GCr15铬轴承钢常采用等温球化退火工艺,790℃被认为是最佳的球化加热温度。退火前需加热到900~92
(1)锻后———预先热处理(球化退火)———最终热处理(淬火+低温回火)(2)球化退火目的:降低硬度,便于加工,为淬火做准备。球化退火过程:加热到750~~770度,保温一定时间,在缓慢冷却到600度以下空冷。(3)各种轴承钢
1、预先热处理:轴承是部件,可根据零件分为内圈、外圈、滚动体和支撑架。内圈、外圈、滚动体采用轴承钢制作,一般情况下热处理工艺有锻后去应力退火,球化退火、机加工后去应力退火,对于精密级轴承,还有均匀化退火、去氢退
轴承加工的热处理工艺该怎么安排?
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变
热处理工艺有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。1、退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为
精加工阶段前的热处理:氮化处理或表面高频淬火处理氮化是整个车床主轴制造过程的最后一道工序,氮化后只需对主轴进行精磨加工。氮化温度为480℃~570℃,氮化温度越高,扩散越快,获得的渗氮层便越深,但当渗氮温度升高至600
机床主轴的最终热处理一般安排调质处理,即淬火+高温回火。
半精加工阶段的热处理:调质热处理(淬火+高温回火)热处理工艺:870℃淬火,保温70min,油淬,500℃回火,保温100min,油淬。如果调质热处理不当,会造成钢中存在较多的网络状、块状游离铁素体,从而使钢材的强度和冲击韧
热处理工序的安排,热处理工序是主轴加工的重要工序,它包括:(1)毛坯热处理。主轴锻造后要进行正火或退火处理,以消除锻造内应力,改善金相组织、细化晶粒、降低硬度、改善切削加工性。(2)预备热处理。通常采用调质火正火
热处理工艺:870℃淬火,保温70min,油淬,500℃回火,保温100min,油淬。如果调质热处理不当,会造成钢中存在较多的网络状、块状游离铁素体,从而使钢材的强度和冲击韧性下降。淬火温度偏低,回火温度过高是主要的不当操作。
主轴热处理工艺都有哪些?
退火温度一般为780~800℃,退火时要防止脱碳。如果轧制钢材存在过粗的网状渗碳体,则退火前需先进行正火处理。铬轴承钢通常在830~860℃之间加热,油淬,150~180℃回火。精密轴承的组织中,应尽可能降低残余奥氏体量或使
轴的热处理为:整根轴轧为棒料后进行退火或正火处理(含Mo、V、Ti的钢一般退火:840-860度加热一定时间后炉冷,得到铁素体+珠光体组织;低合金含量的钢一般正火:840-860度加热一定时间后空冷,得到铁素体+珠光体组织)
(1)预先热处理 ①正火:铬轴承钢正火工艺,工件透热后保温40~60min,冷却需要较快,正火之后立即转为球化退火。②球化退火:GCr15铬轴承钢常采用等温球化退火工艺,790℃被认为是最佳的球化加热温度。退火前需加热到900~92
正火或退火的目的是消除锻造应力,细化晶粒,使金属组织均匀化,以利于切削加工。退火工艺:加热温度Ac3+(30~50)℃,保温时间120min,冷却方式为随炉冷却。正火工艺:加热温度Ac3+(30~50)℃,保温时间120min,冷却方式为
轴的热处理工艺! 例如:退火温度、时间;
应该根据轴的材料和力学性能具体要求制定!一般轴受力比较复杂,根据其大小选用不同的材料,小的可以用淬透性比较低的钢种,如45#钢,大的和受力复杂、条件苛刻的用好点的钢如40CRNIMO 轴类件一般都是调质处理,获得回火索
当要求在高速和重载条件下工作的轴类零件,可选用18crmnti、20mn2b等低碳含金钢,这些钢料经渗碳淬火后具有较高的表面硬度、冲击韧性和心部强度,但热处理所引起的变形比38crmoal为大。凡要求局部高频淬火的主轴,要在前道工
床主轴尚须采用氮化钢进行渗氮处理,得到更高硬度.在重载下工作的 大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.2.(9)备注:内心强度不高,受力易扭曲变形表面硬度高,宜作高速低负荷主轴.热处理变形较大
一般情况下,轴类由于受力复杂, 根据工作条件要求,通常轴都要整体热处理,一般是调质处理,即淬火+高温回火,获得综合力学性能良好的索氏体组织,对不重要的轴采用正火处理,获得性能良好的细珠光体组织。对要求高或要求耐磨
2、对承受冲击载荷较大,对强韧性要求高时或要求进一步提高轴颈的耐磨性时,可选用20Cr、20CrMnTi等合金渗碳钢并进行渗碳、淬火、低温回火处理。3、对于受力小、不重要的轴可选用Q235~Q275等普通质量碳钢。4.球墨铸铁和高强
轴类零件一般选45#钢经调质(T235)即可;最经济又不想调质可以正火代替调质(材质45);重要一点的轴选40Gr经调质(T235);机床主轴表面安装轴承的、内孔及端面安装工具的还要进行高频淬火;特别重要的轴,要求强度高轴心部
轴类零件根据选材不同,它需要进行哪些热处理?
典型零件热处理实例,轴类热处理实例轴类热处理实例 一、工作条件以及材料与热处理要求1.条件:在滑动轴承中工作,υ周< 2m/S,要求表面有较高在硬度的小轴,心轴.如机床走刀箱、变速箱小轴..要求: 45、50,形状复杂的轴用40Cr、42Mn
热处理工序的安排,热处理工序是主轴加工的重要工序,它包括:(1)毛坯热处理。主轴锻造后要进行正火或退火处理,以消除锻造内应力,改善金相组织、细化晶粒、降低硬度、改善切削加工性。(2)预备热处理。通常采用调质火正火
常用轴的材料有35、45、50等优质碳素结构钢、合金钢。热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和
床主轴尚须采用氮化钢进行渗氮处理,得到更高硬度.在重载下工作的 大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.2.(9)备注:内心强度不高,受力易扭曲变形表面硬度高,宜作高速低负荷主轴.热处理变形较大
轴一般需要耐振动以及冲击,所以一般采用调质或者渗碳淬火的方法使轴的表面增加硬度,提高耐磨性,轴的心部保持韧性,提高抗冲击性能。1、调质:指的是淬火和高温回火的综合热处理工艺;2、渗碳淬火:指的是低温回火、预冷直接
粗加工阶段的热处理:正火或退火。正火或退火的目的是消除锻造应力,细化晶粒,使金属组织均匀化,以利于切削加工。退火工艺:加热温度Ac3+(30~50)℃,保温时间120min,冷却方式为随炉冷却。正火工艺:加热温度Ac3+(30~50
钢棒坯体淬火和回火:先对凸轮轴钢棒坯体进行淬火处理,使其具有较高的硬度和韧性,然后进行回火处理,使其获得适当的强度和韧性,以提高其抗疲劳性能和耐磨性能。氮化处理:将凸轮轴表面暴露在氨气氛围中,利用氮元素的渗透
轴类零件的热处理工艺
1、预先热处理:轴承是部件,可根据零件分为内圈、外圈、滚动体和支撑架。内圈、外圈、滚动体采用轴承钢制作,一般情况下热处理工艺有锻后去应力退火,球化退火、机加工后去应力退火,对于精密级轴承,还有均匀化退火、去氢
一、工作条件以及材料与热处理要求 1.条件:在滑动轴承中工作,υ周< 2m/S,要求表面有较高在硬度的小轴,心轴.如机床走刀箱、变速箱小轴..要求: 45、50,形状复杂的轴用40Cr、42MnVB.调质,HB228-255,轴 颈处高频淬火
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。加热是热处理的重要步骤之一。滚动轴承钢热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。
1、加热温度要根据轴的材料和截面尺寸来确定,一般要求在材料的临界点以上,但不能超过材料的熔点。2、加热时间要足够长,以保证轴的整个截面都达到要求的温度,但不能过长,以避免轴的表面氧化或过度软化。3、冷却速度:轴
(1)锻后———预先热处理(球化退火)———最终热处理(淬火+低温回火)(2)球化退火目的:降低硬度,便于加工,为淬火做准备。球化退火过程:加热到750~~770度,保温一定时间,在缓慢冷却到600度以下空冷。(3)各种轴承钢
轴承整体热处理流程和技术要求
轴承加工的热处理工艺可以分为两类:
1、预先热处理:轴承是部件,可根据零件分为内圈、外圈、滚动体和支撑架。内圈、外圈、滚动体采用轴承钢制作,一般情况下热处理工艺有锻后去应力退火,球化退火、机加工后去应力退火,对于精密级轴承,还有均匀化退火、去氢退火。
2、最终热处理:一般轴承钢通常采用淬火+低温回火,对于渗碳轴承钢必须进行渗碳处理+淬火+低温回火,对于高温轴承则采用淬火+高温回火,对于精密轴承有采用淬火+低温回火+冷处理的,也有采用淬火+低温回火+附加回火的,不一而足。预先热处理安排在机加工前,最终热处理安排在机加工后,磨削前。
轴承分为两种:滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承属于铸造成型,不需要热处理,滚动轴承才需要热处理。
作为滚动轴承可以有三种,一种是一般的铬轴承钢,一种是渗碳轴承钢,一种是不锈轴承钢。不同的类型热处理工艺不一样。
滚动轴承按照结构可分为三类,即内外套圈、滚动体、支架。支架不需要热处理,只有内外套圈和滚动体才需要热处理。他们的热处理工艺是:
由于铬轴承钢,含碳量高,属于过共析钢,硬度高不便于进行加工,因此其的预热处理是进行球化退火,降低硬度便于进行加工。所以,加工前安排球化退火,如果组织不好的话,在球化退火前要安排正火来消除网状碳化物,如果组织没有网状碳化物的话可以省去正火工艺。
滚动轴承钢最后的力学性能要求高硬度,高强度,所以其最终热处理是淬火+低温回火,由于硬度高又是最终热处理,所以安排在套圈和滚动体加工成型后进行。
材料:机械性能和热处理工艺成熟度的匹配性(热处理提高材料的性能显著,但风险也大,如变形、开裂倾向等)、热处理后的易切削性要良好等。 热处理:避免大的台阶、几个小台阶的过渡或要有大的圆角过渡、细厂比不能过大(热处理弯曲变形大)、锻件要留出大型轴的热处理起吊头等。 形状:如热处理要求的、中部最大直径过大但较窄可以采用焊环或加厚垫结构提高材料利用率、细长比合理否则加工扰度误差大等。 谨供参考。
不能这样加工,你这样的情况请安排进行高频淬火热处理,仅对中间要求热处理部位进行热处理。这方面的经验很成熟了!
欲使一轴类零件获得良好的综合机械性能,应采取何种热处理制度?
应该根据轴的材料和力学性能具体要求制定!一般轴受力比较复杂,根据其大小选用不同的材料,小的可以用淬透性比较低的钢种,如45#钢,大的和受力复杂、条件苛刻的用好点的钢如40CRNIMO
轴类件一般都是调质处理,获得回火索氏体,这样保持高强度、高韧性、低的应力
要求苛刻的轴还可做渗碳、高频表面感应淬火,表面喷丸等来提高其使用性能,就不多说了
对补充的回答:45#钢,有钱的话先正火细化晶粒,然后加热到800度左右保温4小时,出炉后水淬,然后550度回火。
其他合金钢种根据材料的合金元素及元素含量延长保温时间,高点合金的用油淬
一、工作条件以及材料与热处理要求
1.条件:
在滑动轴承中工作,υ周< 2m/S,要求表面有较高在硬度的小轴,心轴.
如机床走刀箱、变速箱小轴..
要求: 45、50,形状复杂的轴用40Cr、42MnVB.调质,HB228-255,轴
颈处高频淬火,HRC45-50
2.条件: 在滑动轴承中工作,
υ周< 3m/S,要求硬度高、变形小,如中间带传动装置的小轴
要求: 40Cr、42MnVB 调质,HB228-255,轴颈高频淬火,HRC45-50.
3.条件: υ周≥ 2m/S,大的弯曲载荷及摩擦条件下的小轴,如机床变速箱小轴。
要求: 15、20、20Cr、20MnVB 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
4.条件: 高载荷的花键轴,要求高强度和耐磨,变形小.
要求: 45 高频加热,水冷,低温回火,HRC52-58.
5.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷,低速,精度要求不高,
稍有冲击,疲劳负荷可忽咯的主轴,或在滚动轴承中工作,轻载,
υ<1m/s的次要花键轴.
要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
6.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷转速稍高.
ρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,冲击,疲劳负荷不大.
要求: 45 正火或调质,HB228-255,轴颈或装配部位表面淬火,HRC45-50.
7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,
精度较高,冲击、疲劳负荷不大.
要求: 40Cr 调质,HB228-255或HB248-286,轴颈表面淬火,HRC≥54,
装配部位表面淬火HRC≥45.
8.条件: 其他同上,但转速与精度要求比上例高,如磨床砂轮主轴.
要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.
9.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,中载、高速、心部强度要求不高,精
度不太高,冲击不大,但疲劳应力较大,如磨床,重型齿轮铣床等主轴.
要求: 20Cr 渗 碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
冲击,疲劳应力都很高.
要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回
火HRC≥59.
11.条件: 在滑动轴承中回转,重载,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲
劳应力,如高精度磨床镗床主轴.
要求: 38CrAlMoA 调质 硬度HB248-286:轴颈渗氮,硬度HV≥900.
12.条件: 电动机轴,主要受扭.
要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
13.条件: 水泵轴,要求足够抗扭强度和防腐蚀.
要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分别为HRC42及HRC48.
14.条件: C616-416车床主轴,45号钢
(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.
(2)主轴大端内锥孔和锥度处圆,经常与卡盘,顶针有相对摩擦.
(3)花键部分经常磕碰或相对滑动(4)在滚动轴承中动转,中速,中载.
要求:
(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .
(2)内锥孔和外圆锥面处硬度HRC45-50,表面3-5mm风金相组织为屈氏体和少量回火马氏体.
(3)花键部分硬度HRC48-53,金相组织同上
15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
汽车半轴
承受冲击、反复弯曲疲劳和扭转,主要瞬时超载而扭断,要求有足够
的抗弯、抗扭、抗疲劳强度和较好的韧性
要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 调质后中频表面
淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估
计寿命≥30万km
金相组织: 索氏体+屈氏体(原用调质加高频淬火寿命仅为4万km)
二、备注:
1.(1-8)备注:
主轴与轴类材料与热处理选择必须考虑受力大小、轴承类型和主轴
形状及可能引起的热处理缺陷.在滚动轴承或轴颈上有轴套在滑
动轴承中回转,轴颈不需特别高的硬度,可用45、45Cr,调质,HB220-250,
50Mn,正火或调质HRC28-35.在滑动轴承中工作的轴承应淬硬,可用15、
20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为
0.8-1mm.直径或重量较大的主轴渗碳较困难,要求变形较小时,可用45
或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(>2000r/min)机
床主轴尚须采用氮化钢进行渗氮处理,得到更高硬度.在重载下工作的
大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.
2.(9)备注:
内心强度不高,受力易扭曲变形表面硬度高,宜作高速低负荷主轴.热处理变形较大.
3.(100备注:
心部有较高的σb及αk值,表面有高的硬度及耐磨性.有热处理变形.
4.(11)备注:
很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
5.(12)备注:
860-880℃正火
6.(13)备注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)备注:
加工和热处理步骤:
下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆,钻中心孔,精车外
圆,铣键槽→锥孔及处圆锥局部淬火,260-300℃回火→车各空刀槽,粗磨
处圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨.
退火:
将工件加热到预定温度,保温一定的时间后缓慢冷却的金属热处理工艺。退火的目的在于:①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力,防止工件变形、开裂。②软化工件以便进行切削加工。③细化晶粒,改善组织以提高工件的机械性能。④为最终热处理(淬火、回火)作好组织准备
多长时间 要看你产品的壁厚和热处理温度,以及热处理后的机械性能和力学性能要求而定.
一般保持时间为每25mm厚度持温1小时
这个问题忒大了,回去看看相关书吧,以下是相关内容
编辑本段一些常见的热处理概念
1. 正火:将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却,得到珠光体类组织的热处理工艺。
2. 退火annealing:将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度,保温一段时间后,随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3. 固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中,然后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4. 时效:合金经固溶热处理或冷塑性形变后,在室温放置或稍高于室温保持时,其性能随时间而变化的现象。
5. 固溶处理:使合金中各种相充分溶解,强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能,消除应力与软化,以便继续加工成型。
6. 时效处理:在强化相析出的温度加热并保温,使强化相沉淀析出,得以硬化,提高强度。
7. 淬火:将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
50CrVA弹簧钢880℃淬油金相组织
8. 回火:将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间,随后用符合要求的方法冷却,以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9. 钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化,目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度,耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主,其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10. 调质处理quenching and tempering:一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织,它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关,一般在HB200—350之间。
11. 钎焊:用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺。
编辑本段热处理工艺的特点
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。
编辑本段金属热处理的工艺 热处理的工艺过程
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。这个过程可以借助陶瓷换热器来实现,陶瓷换热器的生产工艺与窑具的生产工艺基本相同,导热性与抗氧化性能是材料的主要应用性能。它的原理是把陶瓷散热器放置在烟道出口较近,温度较高的地方,不需要掺冷风及高温保护,当窑炉温度1250-1450℃时,烟道出口的温度应是1000-1300℃,陶瓷换热器回收余热可达到450-750℃,将回收到的的热空气送进窑炉与燃气形成混合气进行燃烧,这样直接降低生产成本,增加经济效益。
陶瓷换热器在金属换热器的使用局限下得到了很好的发展,因为它较好地解决了耐腐蚀,耐高温等课题,成为了回收高温余热的最佳换热器。经过多年生产实践,表明陶瓷换热器效果很好。它的主要优点是:导热性能好,高温强度高,抗氧化、抗热震性能好。寿命长,维修量小,性能可靠稳定,操作简便。是目前回收高温烟气余热的最佳装置。
加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。
金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度 ,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。
热处理工艺的分类
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。
整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,获得需要的金相组织,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
整体热处理工艺的手段
退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。
正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆。
为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可。
“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同,又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性,把淬火和高温回火结合起来的工艺,称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后,将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间,以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。
把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行,使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理;在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理,它不仅能使工件不氧化,不脱碳,保持处理后工件表面光洁,提高工件的性能,还可以通入渗剂进行化学热处理。
表面热处理是只加热工件表层,以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部,使用的热源须具有高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理,常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。
化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热,保温较长时间,从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后,有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。
热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说,它可以保证和提高工件的各种性能 ,如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态,以利于进行各种冷、热加工。
例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁,提高塑性 ;齿轮采用正确的热处理工艺,使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高;另外,价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能,可以代替某些耐热钢、不锈钢;工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。
补充手段之一
一、退火的种类
将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度,保温到一定时间,然后缓慢冷却(随炉冷却),获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
钢的退火工艺种类很多,根据加热温度可分为两大类:一类是在临界温度(Ac1或Ac3)以上的退火,又称为相变重结晶退火,包括完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火(均匀化退火)等;另一类是在临界温度以下的退火,包括再结晶退火及去应力退火等。按照冷却方式,退火可分为等温退火和连续冷却退火。
1. 完全退火和等温退火
完全退火又称重结晶退火,一般简称为退火,它是将钢件或钢材加热至Ac3以上20~30℃,保温足够长时间,使组织完全奥氏体化后缓慢冷却,以获得近于平衡组织的热处理工艺。这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸,锻件及热轧型材,有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处理,或作为某些工件的预先热处理。
2. 球化退火
球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具、量具、模具所用的钢种)。其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备。
3. 去应力退火
去应力退火又称低温退火(或高温回火),这种退火主要用来消除铸件,锻件,焊接件,热轧件,冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除,将会引起钢件在一定时间以后,或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。
4.不完全退火是将钢加热至Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~ACcm(过共析钢)之间,经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。
二、淬火时,最常用的冷却介质是盐水,水和油。盐水淬火的工件,容易得到高的硬度和光洁的表面,不容易产生淬不硬的软点,但却易使工件变形严重,甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
三、钢回火的目的
1.降低脆性,消除或减少内应力,钢件淬火后存在很大内应力和脆性,如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。
2.获得工件所要求的机械性能,工件经淬火后硬度高而脆性大,为了满足各种工件的不同性能的要求,可以通过适当回火的配合来调整硬度,减小脆性,得到所需要的韧性、塑性。
3.稳定工件尺寸
4.对于退火难以软化的某些合金钢,在淬火(或正火)后常采用高温回火,使钢中碳化物适当聚集,将硬度降低,以利切削加工。
补充手段之二
1.退火:指金属材料加热到适当的温度,保持一定的时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有:再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的:主要是降低金属材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或压力加工,减少残余应力,提高组 织和成分的均匀化,或为后道热处理作好组织准备等。
2.正火:指将钢材或钢件加热到或 (钢的上临界点温度)以上,30~50℃保持适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的:主要是提高低碳钢的 力学性能,改善切削加工性,细化晶粒,消除组织缺陷,为后道热处理作好组织准备等。
3.淬火:指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1(钢的下临界点温度)以上某一温度,保持一 定的时间,然后以适当的冷却速度,获得马氏体(或贝氏体)组织的热处理工艺。常见的淬 火工艺有盐浴淬火,马氏体分级淬火,贝氏体等温淬火,表面淬火和局部淬火等。淬火的目 的:使钢件获得所需的马氏体组织,提高工件的硬度,强度和耐磨性,为后道热处理作好组 织准备等。
4.回火:指钢件经淬硬后,再加热到 Ac1 以下的某一温度,保温一定时间,然后冷 却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有:低温回火,中温回火,高温回火和多次回火等。
回火的目的:主要是消除钢件在淬火时所产生的应力,使钢件具有高的硬度和耐磨性外,并具有所需要的塑性和韧性等。
5.调质:指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。
6.渗碳:渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
2、操作人员应穿戴好劳保防护用品。
3、开启控制电源万能转换开关,根据设备技术要求分级段升、降温,延长设备寿命和设备完好。
4、要注意热处理炉的炉温和网带调速,能掌握对不同材料所需的温度标准,确保工件硬度及表面平直度和氧化层,并认真做好安全工作。
5、要注意回火炉的炉温和网带调速,开启排风,使工件经回火后达到质量要求。
6、在工作中应坚守岗位。
7、要配置必要的消防器具,并熟识使用及保养方法。
8、停机时,要检查各控制开关均处于关闭状态后,关闭万能转换开关。
编辑本段轴承热处理中常见问题
过热
从托辊配件轴承零件粗糙口上可观察到淬火后的显微组织过热。但要确切判断其过热的程度必须观察显微组织。若在GCr15钢的淬火组织中出现粗针状马氏体,则为淬火过热组织。形成原因可能是淬火加热温度过高或加热保温时间太长造成的全面过热;也可能是因原始组织带状碳化物严重,在两带之间的低碳区形成局部马氏体针状粗大,造成的局部过热。过热组织中残留奥氏体增多,尺寸稳定性下降。由于淬火组织过热,钢的晶体粗大,会导致零件的韧性下降,抗冲击性能降低,轴承的寿命也降低。过热严重甚至会造成淬火裂纹。
欠热
淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中产生超过标准规定的托氏体组织,称为欠热组织,它使硬度下降,耐磨性急剧降低,影响托辊配件轴承寿命。
淬火裂纹
托辊轴承零件在淬火冷却过程中因内应力所形成的裂纹称淬火裂纹。造成这种裂纹的原因有:由于淬火加热温度过高或冷却太急,热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度;工作表面的原有缺陷(如表面微细裂纹或划痕)或是钢材内部缺陷(如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等)在淬火时形成应力集中;严重的表面脱碳和碳化物偏析;零件淬火后回火不足或未及时回火;前面工序造成的冷冲应力过大、锻造折叠、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。总之,造成淬火裂纹的原因可能是上述因素的一种或多种,内应力的存在是形成淬火裂纹的主要原因。淬火裂纹深而细长,断口平直,破断面无氧化色。它在轴承套圈上往往是纵向的平直裂纹或环形开裂;在轴承钢球上的形状有S形、T形或环型。淬火裂纹的组织特征是裂纹两侧无脱碳现象,明显区别与锻造裂纹和材料裂纹。
热处理变形
NACHI轴承零件在热处理时,存在有热应力和组织应力,这种内应力能相互叠加或部分抵消,是复杂多变的,因为它能随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和大小的变化而变化,所以热处理变形是难免的。认识和掌握它的变化规律可以使轴承零件的变形(如套圈的椭圆、尺寸涨大等)置于可控的范围,有利于生产的进行。当然在热处理过程中的机械碰撞也会使零件产生变形,但这种变形是可以用改进操作加以减少和避免的。
表面脱碳
托辊配件轴承零件在热处理过程中,如果是在氧化性介质中加热,表面会发生氧化作用使零件表面碳的质量分数减少,造成表面脱碳。表面脱碳层的深度超过最后加工的留量就会使零件报废。表面脱碳层深度的测定在金相检验中可用金相法和显微硬度法。以表面层显微硬度分布曲线测量法为准,可做仲裁判据。
软点
由于加热不足,冷却不良,淬火操作不当等原因造成的托辊轴承零件表面局部硬度不够的现象称为淬火软点。它象表面脱碳一样可以造成表面耐磨性和疲劳强度的严重下降。
热处理工序的安排,热处理工序是主轴加工的重要工序,它包括:(1)毛坯热处理。主轴锻造后要进行正火或退火处理,以消除锻造内应力,改善金相组织、细化晶粒、降低硬度、改善切削加工性。(2)预备热处理。通常采用调质火正火处理,安排在粗加工之后进行,以得到均匀细密的回火索氏体组织,使主轴既获得一定的硬度和强度,又有良好的冲击韧性,同时也可以消除粗加工应力。精密主轴经调质处理后,需要切割式样作金相组织检查。(3)最终热处理。一般安排在粗磨前进行,目的是提高主轴表面硬度,并在保持心部韧性的同时,使主轴颈或工作 表面获得高的耐磨性和抗疲劳性,以保证主轴的工作精度和使用寿命。最终热处理的方法有局部加热淬火后回火、渗碳渗火和渗氮等,具体应视主轴材料而定。渗碳淬火后还需要进行低温回火处理,对不需要渗碳的不玩可以镀铜保护或预放加工余量后再去碳层。(4)定性处理 对于精度要求很高的主轴,在淬火、回火后或粗磨工序后,还需要定性处理。定性处理的方法有低温人工时效和冰冷处理等,目的是消除淬火应力或加工应力,促使参与奥氏体转变为马氏体,稳定金相组织,从而提高主轴的尺寸稳定性,使之长期保持精度。普通精度的CA6140不需要进行定性处理。
45钢,在调质处理(235hbs)之后,再经局部高频淬火,可以使局部硬度达到hrc62~65,再经过适当的回火处理,可以降到需要的硬度(例如ca6140主轴规定为hrc52)。9mn2v,这是一种含碳0.9%左右的锰钒合金工具钢,淬透性、机械强度和硬度均比45钢为优。经过适当的热处理之后,适用于高精度机床主轴的尺寸精度稳定性的要求。例如,万能外圆磨床m1432a头架和砂轮主轴就采用这种材料。38crmoal,这是一种中碳合金氮化钢,由于氮化温度比一般淬火温度为低540—550℃,变形更小,硬度也很高(hrc>65,中心硬度hrc>28)并有优良的耐疲劳性能,故高精度半自动外圆磨床mbg1432的头架轴和砂轮轴均采用这种钢材。此外,对于中等精度而转速较高的轴类零件,多选用40cr等合金结构钢,这类钢经调质和高频淬火后,具有较高的综合机械性能,能满足使用要求。有的轴件也选用滚珠轴承钢如gcr15和弹簧钢如66mn等材料.这些钢材经调质和表面淬火后,具有极高的耐磨性和耐疲劳性能。当要求在高速和重载条件下工作的轴类零件,可选用18crmnti、20mn2b等低碳含金钢,这些钢料经渗碳淬火后具有较高的表面硬度、冲击韧性和心部强度,但热处理所引起的变形比38crmoal为大。凡要求局部高频淬火的主轴,要在前道工序中安排调质处理(有的钢材则用正火),当毛坯余量较大时(如锻件),调质放在粗车之后、半精车之前,以便因粗车产生的内应力得以在调质时消除;当毛坯余量较小时(如棒料),调质可放在粗车(相当于锻件的半精车)之前进行。高频淬火处理一般放在半精车之后,由于主轴只需要局部淬硬,故精度有一定要求而不需淬硬部分的加工,如车螺纹、铣键槽等工序,均安排在局部淬火和粗磨之后。对于精度较高的主轴在局部淬火及粗磨之后还需低温时效处理,从而使主轴的金相组织和应力状态保持稳定。
轴承分为两种:滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承属于铸造成型,不需要热处理,滚动轴承才需要热处理。
作为滚动轴承可以有三种,一种是一般的铬轴承钢,一种是渗碳轴承钢,一种是不锈轴承钢。不同的类型热处理工艺不一样。
滚动轴承按照结构可分为三类,即内外套圈、滚动体、支架。支架不需要热处理,只有内外套圈和滚动体才需要热处理。他们的热处理工艺是:
由于铬轴承钢,含碳量高,属于过共析钢,硬度高不便于进行加工,因此其的预热处理是进行球化退火,降低硬度便于进行加工。所以,加工前安排球化退火,如果组织不好的话,在球化退火前要安排正火来消除网状碳化物,如果组织没有网状碳化物的话可以省去正火工艺。
滚动轴承钢最后的力学性能要求高硬度,高强度,所以其最终热处理是淬火+低温回火,由于硬度高又是最终热处理,所以安排在套圈和滚动体加工成型后进行。
在轴加工的整个工艺过程中,应安排足够的热处理工序,以保证齿轮轴力学性能及加工精度要求,并改善工件加工性能。一般在轴毛坯锻造后首先安排正火处理,以消除锻造内应力,细化晶粒,改善机加工时的切削性能。在粗加工后安排调质处理。在粗加工阶段,经过粗车、钻孔等工序,齿轮轴的大部分加工余量被切除。粗加工过程中切削力和发热都很大,在力和热的作用下,轴产生很大内应力,通过调质处理可消除内应力,代替时效处理,同时可以得到所要求的韧性。半加工后,除重要表面外,其他表面均已达到设计尺寸。重要表面仅剩精加工余量,这时在齿部等安排局部淬火处理,使之达到设计的硬度要求,保证这些表面耐磨性。而后续的精加工工序可以消除淬火变形。
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