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热处理工艺

热处理工艺
热处理工艺

辽宁工业大学工艺课程设计(论文)

题目:15Cr拖拉机齿轮热处理工艺设计

院(系):材料科学与工程学院

专业班级:材料xxx

学号:xxxxxxx

学生姓名:xxx

指导教师:xxx

起止时间:2011-7-2~2011-7-13

课程设计(论文)任务及评语

前言

众所周知,齿轮是机械设备中关键的零部件,它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大,传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件,也是机器中所占比例最大的传动形式。由于齿轮在工业发展中的突出地位,使齿轮被公认为工业化的一种象征。

得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动,汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。据了解,随着齿轮加工机床需求的增加,近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业,还是近年来新兴的高铁、铁路、电子等行业,都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求,对齿轮加工机床制造商提出了新的要求。据权威部门预测2012 年将达到200 万吨。15Cr钢作为一种典型的低合金渗碳结构钢在工程中广泛用于制造轴类、齿轮类零件。

由于拖拉机齿轮的工作条件复杂,所以要求拖拉机所用的齿轮既要具有优良的耐磨性又要具备高的抗接触疲劳和抗弯曲疲劳性能。

在拖拉机齿轮热处理工艺显著提高的背景下,我国已能自行生产各类高参数的齿轮。但我国齿轮的质量与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距,主要表现在齿轮的平均使用寿命、单位产品能耗、生产率这几方面上。要提高拖拉机齿轮的质量,除了要选材合适之外,必须对材料的热处理工艺进行优化,通过新工艺和新设备引进吸收和自主创新,实现齿轮热处理工艺朝节能、环保、智能化方向发展。

本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试,其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺,重点是制定合理的热处理规程,并按此设计齿轮的热处理方法。

目录

1齿轮热处理概述 (1)

2齿轮热处理工艺设计 (2)

2.1 齿轮的服役条件、失效形式及性能要求 (2)

2.1.1 服役条件、失效形式 (2)

2.1.2 性能要求 (2)

2.2 齿轮材料的选择 (2)

2.3 15Cr钢的元素含量及C曲线....................... 错误!未定义书签。

2.4 15Cr齿轮的热处理工艺设计 (3)

2.4.115Cr的工艺流程 (3)

2.4.2 15Cr的热处理工艺设计 (4)

2.5 15Cr齿轮的热处理工艺理论基础 (7)

2.5.1 15Cr的正火工艺理论基础 (7)

2.5.2 15Cr的气体渗碳工艺理论基础 (8)

2.5.3 15Cr渗碳后淬火工艺原理基础 (10)

2.5.4 15Cr回火工艺理论基础 (11)

2.6选择设备、仪表和工夹具 (12)

2.6.1设备 (12)

2.6.2仪表 (14)

2.6.3设计工夹具 (15)

2.7 15Cr齿轮热处理质量检验项目、内容及要求 (15)

2.8 15Cr齿轮热处理常见缺陷的预防及补救方法 (16)

2.8.1渗碳后表面出现裂纹 (16)

2.8.2心部硬度不够 (16)

2.8.3渗层不均匀 (17)

2.8.4淬火后变形 (17)

2.9 热处理工艺卡 (19)

2.9.1 15Cr正火工艺卡 (19)

2.9.2 15Cr渗碳工艺卡 (20)

2.9.3 15Cr淬火工艺卡 (21)

2.9.4 15Cr回火工艺卡 (22)

3. 参考文献 (23)

1 齿轮热处理概述

齿轮或一般都要承受交变载荷甚至冲击载荷,接触应力大,齿面易磨损。因此,对齿轮的要求是表面硬且耐磨,心部强而韧,具有高的抗疲劳强度,表面不崩裂,不压陷,不点蚀,为了满足这些性能的要求,常常采用低碳钢经正火、渗碳、淬火加低温回火的热处理工艺。

正火是一次预备热处理,主要目的是为了提高钢的硬度,便于钢坯的切削加工。渗碳的目的是提高工件表面材料的含碳量,以便在后续淬火工序中得到高的表面硬度,同时保持芯部韧性,淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,回火目的是减低或消除淬火钢件中的内应力,或降低其硬度和强度,以提高其延性或韧性,提高零件尺寸的稳定性。

通过齿轮的热处理的分析,更加明确在执行热处理工艺过程中所需要注意的问题。能够正确确定加热温度、时间,保温时间,冷却方式,其目的就是通过正确的热处理工艺,使金属材料的潜在能力得到充分的发挥。

根据齿轮的工作条件,失效形式及性能要求,本设计选择15Cr钢作为渗碳齿轮材料;在设计正火-渗碳-淬火-低温回火热处理工艺中,借鉴了《热处理工程师手册》,《钢的热处理》,《金属材料学》,《机床零件用钢》,《齿轮热处理译文集》等。根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程,使热处理的15Cr齿轮表面除具有高硬度,高耐磨性外高的疲劳强度,还要使心部具有高的强度和韧性,从而满足齿轮的质量要求。

2齿轮热处理工艺设计

2.1 齿轮的服役条件、失效形式及性能要求

2.1.1 服役条件、失效形式

齿轮工作时,全部扭矩作用在啮合的轮齿的齿根上,使其承受很大的弯曲应力和交

变应力,而且是周期性地作用于每一个轮齿上,使其承受复交变应力的作用。齿轮在啮

合传递扭矩的过程中转速变化范围广,齿轮表面承受较大的接触应力,并在高速下承受

强烈的摩擦力。齿轮有时在过载和强烈冲击条件下工作,使齿轮出现多种不同的失效形

式如下:

1.接触疲劳:在齿面上出现浅层麻点和深层剥落。主要发生在高速长时间运行之后。

2.弯曲疲劳:局部或整个牙断裂。主要出现在过载、冲击的使用条件下。

3.磨损:齿面相互滑动造成的擦伤和磨损。主要发生在载荷过大、转速较低的情况

下。此外,变速箱齿轮端部会发生撞击磨损。

2.1.2 性能要求

表面要求耐磨,心齿硬度为58-63HRC;齿根硬度为33-45HRC;其余力学性能要求为:抗拉强度σb≥1000MPa;屈服强度σs:≥490 MPa 伸长率δ5 (%):≥11 ;断面收缩率ψ (%):≥45 ;冲击功Akv (J):≥55 ;冲击韧性值αkv (J/cm2):≥69(7)

2.2 齿轮材料的选择

1.根据齿轮的承载能力:

具体齿轮材料的选用主要是根据齿轮工作时载荷的大小、转速的高低及齿轮的精度要求来确定的。载荷大小主要是指齿轮传递转矩的大小。通常以齿面上单位压应力作为衡量标志。一般分为:轻载荷、中载荷、重载荷和超重载荷。齿轮工作时转速越大,齿面

和齿根受到的交变应力次数越多、齿面磨损越严重。因此可以把齿轮转动的圆周速度v

的大小作为材料承受疲劳和磨损的尺度。一般分为低速齿轮(1~9 m/ s) 、中速齿轮(6~10 m/ s) 、高速齿轮(10~15 m/ s) 。齿轮的精度高,则齿形准确,公差小,啮合紧密,传动平稳且无噪声。机床齿轮精度一般为6~8 级(中、低速) 和8~12 级(高速) 。拖拉机小齿

轮精度一般为6~8 级。

2.根据齿轮的失效形式:

由齿轮的失效形式可知齿轮的基本要求为:(1)齿面应有足够的硬度;(2)齿芯应有足够的强度和韧性;(3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能。

3.根据齿轮的工作条件来选择:

对于一般比较简单的小磨具渗碳齿轮,心部主要保证有足够的韧性,采用低碳钢即可,但对于受载荷较大的拖拉机齿轮来说,不仅仅要求心部有足够的硬度,外部还要有高的强度。

常见用来制作齿轮金属的金属材料为锻钢(软齿面,硬齿面),铸钢,铸铁,拖拉机齿轮它的受力较大、受冲击较频繁因此对材料要求较高。由于弯曲与接触应力都很大,所以重要齿轮都需要渗碳、淬火处理以提高耐磨性和疲劳抗力。为了保证心部有足够的强度及韧性、材料的淬透性要求较高,心部硬度应在HRC35~45。所以选择15Cr作为制造拖拉机齿轮的材料。

通过查找《热处理手册》获得15Cr的C曲线:

图1 15Cr钢的C曲线图2 15Cr钢渗碳后的C曲线2.4 15Cr齿轮的热处理工艺设计

2.4.1 15Cr的工艺流程

1.下料--毛坯锻造--正火--加工齿形--渗碳--预冷淬火--低温回火--喷丸--磨齿

2. 锻造工艺设计造齿轮轴的毛坯经过锻造后获得基本的形状。锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形,已获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。齿轮轴的锻造工艺与齿轮相差不大,用棒料镦经切削加工制成的齿轴,其纤维组织弯曲呈放射状,所有齿部的正应力都平行于纤维组织的方向,力学性能得到很大的提高。《热查阅处理工艺规范数据手册》可以找出15Cr钢的锻造工艺的加热温度、始锻温度冷却方式,本设计具体的锻造工艺参数如下表所示

15Cr钢的热加锻造工艺规范图

项目加热温度始锻温度终锻温度

钢坯1200℃1240~1260℃>750℃

经锻造将获得最大外径约是88mm,高26mm的齿坯,采用缓冷。下图是15Cr拖拉机齿轮零件图。

图3 15Cr拖拉机齿轮零件图

2.4.2 15Cr的热处理工艺设计

1.正火处理

正火处理可消除齿轮内部过大的应力, 目的是为了细化晶粒、改善组织,增加齿轮的韧性、改善材料的切削性能,为最终热处理做好准备。

图4 正工艺曲线

2.15Cr的渗碳处理:

常用的渗碳方法有:固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳。气体渗碳最为常用其所用渗剂的原始状态可以是气体,也可以是液体如煤油。但在化学热处理炉内均为气态。对所用渗剂要求能易于分解为活性原子,经济,易于控制,无污染,渗层具有较好性能。由于含碳量低,塑性和韧性较高,硬度和耐模性差,所以使用气体表面渗碳热处理,在表面层可获得板条状的马氏体体组织,即高硬度达到58HRC以上,但心部仍然是较高塑性和韧性,硬度为33-45HRC,屈服强度σs:≥490 MPa 伸长率δ5 (%):≥11。

图5 15Cr 齿轮的渗碳处理操作曲线

3.淬火处理

面获得高硬度、强度、耐磨性和抗接触疲劳性能,心部仍高强韧性。要求淬火后心齿硬度为58-63HRC;齿根硬度为33-45HRC ;其余力学性能要求为:抗拉强度σb ≥1000MPa ;屈服强度σs :≥490 MPa 伸长率 δ5 (%):≥11 。

4.低温回火

回火可以降低内应力,稳定组织和尺寸,大大提高韧性和得到良好的综合力学性。抗拉强

时间/min

图6 渗碳后热处理工艺曲线

度σb≥1000MPa;屈服强度σs:≥490 MPa 伸长率δ5 (%):≥11 ;断面收缩率ψ (%):≥45 ;冲击功Akv (J):≥55 ;冲击韧性值αkv (J/cm2):≥69(7)

2.5 15Cr齿轮的热处理工艺理论基础

2.5.1 15Cr的正火工艺理论基础

1.正火目的:

降低材料的硬度,便于切削加工,去除材料的内应力和组织硬化现象,为下一步的渗碳处理做准备。

2.正火温度的选择:

15Cr含碳量为0.15%属于亚共析钢,正火的加热温度为Ac3 (820℃)以上30~50℃,15Cr低碳合金钢,为使奥氏体合金化程度高,提高淬火回火的机械性能,应使加热温度在增高一些,所以最后加热温度在910℃左右。

图8 铁碳相图

3.加热方法及保温时间:

当炉内加热到指定的温度后,将零件放入热处理炉内进行加热,

保温时间=保温时间系数*装炉正系数*工件厚度(有效尺寸)

T= akd{T—保温时间(min);α—加热系数(min/mm);k—工件加热是的修正系数;d—工件的有效厚度(mm)};

计算可得保温时间=20*1.4*4=116min约为2h。

4.冷却方式:

出炉后空气冷却。

正火组织:细珠光体+铁素体

2.5.2 15Cr的气体渗碳工艺理论基础

(1)渗碳的目的:

具体是将15Cr钢件放到高碳浓度的环境介质中,加热到奥氏体状态并保温,通过让活性高的碳原子扩散到钢的内部,形成一定厚度的碳含量较高的渗碳层,再经过淬火和回火,经渗碳后,从表面到心部形成一个浓度梯度层,使工件的表面层得到碳含量高的,

而心部因碳含量保持原始浓度而得到碳含量较低的马氏体,提高表面层的耐磨性,同时保持心部有高的塑性,韧性。 (2)渗碳温度:

一般的使用温度在920℃~940℃之间。对于薄层渗碳,温度可以降到880℃~900℃,较低渗碳温度有利于减小碳淬火零件的变形和有利于浅层渗碳和深度的控制,温度越高渗速越快,但是温度过高会引起奥氏体晶粒长大,晶粒粗化会增加零件的畸变,降低使用寿命。通常渗碳的温度选择要根据渗层的深度确定,详见下表:

渗层深度与温度的关系表

渗层深度(mm) 0.3~0.6 0.6~0.8 0.8~1.2 1.2~1.6 温度选择(℃)

880±10

900±10

930±10

940±10

齿轮的渗层深度为0.8mm ,所以根据图表满足该工件要求的渗层深度的温度应为900±10℃。

(3)渗碳介质:甲醇和煤油 (4)渗碳温度时间:

依据:渗碳时间的确定:根据公式:t K =δ

其中δ(mm)为渗碳层深度;K 为常数;t(h)为渗碳保温时间。 900℃渗碳时取K 为0.54 t=(0.6/0.54)×(0.6/0.54)=1.3h 故渗碳间可大约为1.5小时。 (5)滴入式气体渗碳工艺过程:

滴入式气体渗碳工艺过程通常分为四个阶段,即排气、强烈渗碳、扩散和降温阶段,程的各个阶段,应采用不同的渗剂量和碳势。

1)排气阶段 零件装炉后,炉温度幅度下降,同时有大量气体带入炉内。排气阶段的作用是使炉温迅速恢复到规定的渗碳温度,尽快排除进入炉内的空气。煤油加甲醇渗碳的排气阶段,应先炉内滴入大量的甲醇,当炉温升高至900℃以上时,再滴入煤油进行渗碳。排气阶段的时间,通常是炉子达到渗碳温度后再延续30min ,以便于完全排清炉内的CO 2、H 2O 、O 2等氧化脱碳性气体。

2)强烈渗碳阶段渗气阶段结束后,进入强烈渗碳阶段,其特点是渗碳剂滴量较多,含碳较浓,是零件表面碳浓度高于最终的要求。此时工件表面吸收大量的活性碳原子,以提高渗碳速度。

3)渗碳扩散阶段该阶段的特点是渗剂滴量较少,炉内碳含量较低,使工件表面的碳向内层扩散,最后获得所要求的表面碳浓度和渗层深度。

4)降温阶段在渗碳阶段结束前0.5h左右,从炉内取出试样,检查渗层深度,检查渗层深度,确定准确的渗碳时间。对于可直接淬火的零件应随炉冷却至适当的淬火温度(一般为840~860℃),均温30min,使零件内外温度均匀后出炉淬火。

(6)冷却方式:随炉缓慢冷却至850℃后出炉空冷,组织的偏析基本消除,比较均匀;

(7)冷却介质:将含碳有机液体直接滴入渗碳炉,在炉中产生所需的气体。气氛中的主要组成物是CO,CO2,CH4,H2,H2O等五种。

2.5.3 15Cr渗碳后淬火工艺原理基础

(1)淬火目的:

只有淬火才能得到耐磨的高碳马氏体和弥散分布的碳化物,而渗碳件的优越性能在渗碳后进行恰当的淬火和低温回火才能得以实现,目的是为了提高的钢件表面硬度、高耐磨性和心部良好强韧性的配合提供必要条件。

(2)淬火温度,冷却介质及保温时间:

淬火温度:840±10℃因为亚共析钢淬火加热温度选用AC3+(30~50℃),这样

既保证充分奥氏体化,又保持奥氏体晶粒的细小。

淬火介质:油

图9 15Cr淬透性曲线图

由上图可知选择油淬作为冷却介质较好,该介质冷却能力适中适合15Cr小件零件的淬火工艺处理。淬火过程中低温区冷却能力远小于水,可以减少工件应力的产生,减少由于内应力产生的变形和开裂。

(3)保温时间:20~30min

为工件在渗碳炉中保温的时间已经足够长无需再加热很长时间。

(4)淬火后组织:

由于表面渗碳含碳量较高在淬火后表面为马氏体和网状碳化物和残余奥氏体,心部由于含碳量相对较低,所以其组成为低碳马氏体和残余奥氏体。

2.5.4 15Cr回火工艺理论基础

(1)低温回火目的:

低温回火后获得显微组织表面为细粒状混晶马氏体、残余奥氏体和碳化物,心部组织为回火马氏体和铁素体,提高淬火钢的塑性和韧性,降低其脆性,但却往往不可避免地要降低其强度和硬度,回火的另一个目的是降低或消除淬火引起的残余应力,这对于稳定工件的几何尺寸特别重要。

(2)低温回火的温度选择:

低温回火时,马氏体发生分解,析出ε/η碳化物而成为马氏体,淬火内应力得到部分消除,淬火时产的微纹也大部分得到愈合,因此低温回火也可以在很少降低硬度的同时使钢的韧性明显提高。在渗碳、淬火加低温回火后,表面硬度需要达HRC58~63 ,心部硬度HRC33~45。根据不同钢含碳量的硬度与回火温度关系曲线图可知:回火加热温度选为180±10℃方可性能达到要求。

图10 不同含碳量钢硬度与回火温度关系图

(3)保温时间:

回火时间=回火时间基数+回火系数*有效工件的厚度,

Tn=Kn+An*D{Tn-回火时间(min);Kn-回火时间基数;An-回火系数;

D-工件有效厚度(mm)};

确定回火保温时间一般的做法是根据工件的截面厚度而定,因为180<300,所以Kn 为120min和An为1,回火时间为2~3h。

4)冷却方式与回火形态组织:出炉空冷,回火索氏体。

2.6选择设备、仪表和工夹具

2.6.1设备

(1)等温正火设备:

综合考虑选用RX3系列950℃箱式电阻炉,电阻炉参数见下表。

RX3-60-9 950℃箱式电阻炉

型号

额定

功率

电源

额定

温度

工作空间

尺寸(mm×mm) 相数电压

RX3-15-9 15(KW) 1 380(V) 950℃500×230×220

说明:适用于中,小型工件成批量生产。可进行退火、正火、淬火和高温及低温回火等热处理操作。该炉功率小空间相对于工件可以很好的利用,正是由于它的空间小它的加热时间短并且热利用率高。

图11 RX3-60-9 950℃箱式电阻炉

(2)渗碳设备:

用井式气体渗碳炉,型号为RQ3-75-9D。渗碳炉子参数见下表

RX3-35-9D 950℃井式气体渗碳炉技术数据

额定功率KW 额定

电压

V

额定

度℃

加热

区数

电热

原件

接法

工作

空间

尺寸

(直

径×

深)

空炉

升温

时间

h

空炉

损耗

功率

KW

炉温

均匀

性℃

35 380 950 1 Y 300×

600

≦2.5 ≦9 ≦20

图12 井式气体渗碳炉

(3)淬火设备:渗碳炉和油槽。

(4)回火设备:低温井式电阻炉,型号为Rj-35-6,电阻炉参数见下表

Rj-35-6低温井式电阻炉技术数据

额定功率KW

定电压

V

定温

度℃

热区数

作空间

尺寸(直

径×深)

炉升温

时间h

炉损耗

功率

KW

35 380 950 3 500×650 ≦4.5 ≦1 2.6.2仪表

1.温度检测表

热电偶:镍铬—镍硅(镍铝),温度范围40-1200℃。

2.温度显示与调节仪表

TA—091电子调节器,规格参数:位式+报警,该系列仪表所配用执行器:接触器、电磁阀、ZAP(ZAJ)直行程电机+ZM薄膜阀,可控硅电压调整器、DF-1伺服放大器+直行程电机+ZM薄膜阀,电气转换器+ZM气动薄膜阀。

3.数字式温度显示仪表:

面板是数字温度仪表:RY2312,测量范围:0-1300℃。

4.压力测量仪表

热处理设备工测量压力表主要测量煤气压力燃烧油压力。

2.6.3设计工夹具

零件在热处理过程中,根据零件的外形、尺寸及批量和所选用的加热炉型号,需要多种吊具和工夹具以保证零件的加热均匀,不致于变形,保证操作安全。

1.夹具:

圆锥台的大端有用于螺栓连接的法兰盘,在圆锥台锥面中间圆周上均布若干轴线垂直于锥面的通孔,通孔内有一台阶孔。

2.压板:

3.定位销:

头部是球体,中间是轴,尾部加工一个台阶,台阶的顶部是球面。

4.弹簧:

套在定位销上并一起安装在夹具体锥面上的通孔内。

5.变速箱齿轮渗碳夹具:

2.7 15Cr齿轮热处理质量检验项目、内容及要求

1.外观形检查

检查工件表面有无腐蚀或氧化皮。不得有裂纹及碰伤,表面不得有锈蚀。

2.工件变形检查

根据图样技术要求检查工件的挠曲变形、尺寸及几何形状的变化。

3. 硬度测试

洛氏硬度是以规定钢球或锥角为120o金刚石压头先施加预载荷P1,在施加不同的主载荷P,使压头垂直压入试样表面,然后出去P1,在保持P的情况下测出由P1产生的残余压入深度,并以测定的压入深度作为洛氏硬度值。设备参数详见下表:

洛氏硬度测试值

硬度符号压头预载荷

kgf(N)

主载荷

kgf(N)

总载荷

kgf(N)

测量范

应用举

HRC 金刚石

圆锥10(98.1)140

(1373)

150

(1471)

20~67 淬火钢、

冷硬铸

铁、钛合

金等

4.渗层深度及组织检查

选取试样横截面切取,打磨试样,夹具夹持进行抛光,用4%硝酸酒精溶液侵蚀,在用酒精进行清洗,再吹干。用放大镜观察渗层厚度,在金相显微镜下进行观察试样的金相组织,按技术要求及标准行检查渗层碳化物的形态及分布,残留奥氏体数量,有无反常组织,心部组织是否粗大及铁素体是否超出技术要求等,一般在显微镜下放大400倍观察,若得到组织为回火索氏体,则符合工件热处理组织要求。

2.8 15Cr齿轮热处理常见缺陷的预防及补救方法

2.8.1渗碳后表面出现裂纹

(1)产生原因:

1表面渗层浓度过高

2渗层浓度梯度不好

3.冷却速度不合适

(2)防止方法:

1严格控制加热温度和速度,尽量均匀加热

2.严格控制渗碳的工艺过程

3.选择合适的冷却速度

4.检查钢材成分是否存在偏析

(3)返修方法:无,只能报废处理

2.8.2心部硬度不够

螺栓的热处理方法

螺栓的热处理方法 【慧聪表面处理网】 螺栓加工工艺为:热轧盘条-(冷拨)-球化(软化)退火-机械除鳞-酸洗-冷拨-冷锻成形-螺纹加工-热处理- 检验 一,钢材设计: 在紧固件制造中,正确选用紧固件材料是重要一环,因为紧固件的性能和其材料有着密切的关系。如材料选择不当或不正确,可能造成性能达不到要求,使用寿命缩短,甚至发生意外或加工困难,制造成本高等,因此紧固件材料的选用是非常重要的环节。冷镦钢是采用冷镦成型工艺生产的互换性较高的紧固件用钢。由于它是常温下利用金属塑性加工成型,每个零件的变形量很大,承受的变形速度也高,因此,对冷镦钢原料的性能要求十分严格。在长期生产实践和用户使用调研的基础上,结合 GB/T6478-2001《冷镦和冷挤压用钢技术条件》 GB/T699-1999《优质碳素结构钢》及日本 JISG3507-1991《冷镦钢用碳素钢盘条》的特点,以8.8级,9.8级螺栓螺钉的材料要求为例,各种化学元素的确定。C含量过高,冷成形性能将降低;太低则无法满足零件机械性能的要求,因此定为0.25%-0.55%。Mn能提高钢的渗透性,但添加过多则会强化基体组织而影响冷成形性能;在零件调质时有促进奥氏体晶粒长大的倾向,故在国际的基础上适当提高,定为0.45%-0.80%。Si能强化铁素体,促使冷成形性能降低,材料延伸率下降定为Si小于等于0.30%。S.P.为杂质元素,它们的存在会沿晶界产生偏析,导致晶界脆化,损害钢材的机械性能,应尽可能降低,定为P小于等于0.030%,S小于等于0.035%。B.含硼量最大值均为0.005%,因为硼元素虽然具有显著提高钢材渗透性等作用,但同时会导致钢材脆性增加。含硼量过高,对螺栓,螺钉和螺柱这类需要良好综合机械性能的工件是十分不利的。 二,球化(软化)退火: 沉头螺钉,内六角圆柱头螺栓采用冷镦工艺生产时,钢材的原始组织会直接影响着冷镦加工时的成形能力。冷镦过程中局部区域的塑性变形可达60%-80%,为此要求钢材必须具有良好的塑性。当钢材的化学成分一定时,金相组织就是决定塑性优劣的关键性因素,通常认为粗大片状珠光体不利于冷镦成形,而细小的球状珠光体可显著地提高钢材塑性变形的能力。对高强度紧固件用量较多的中碳钢和中碳合金钢,在冷镦前进行球化(软化)退火,以便获得均匀细致的球化珠光体,以更好地满足实际生产需要。对中碳钢盘条软化退火而言,其加热温度多选择在该钢材临界点上下保温,加热温度一般不能太高,否则会产生三次渗碳体沿晶界析出,造成冷镦开裂,而对于中碳合金钢的盘条采用等温球化退火,在AC1+(20-30%)加热后,炉冷到略低于Ar1,温度约700摄氏度等温一段时间,然后炉冷至500摄氏度左右出炉空冷。钢材的金相组织由粗变细,由片状变球状,冷镦开裂率将大大减少。35\45\ML35\SWRCH35K钢软化退火温度一般区域为715-735摄氏度。 三,剥壳除鳞: 冷镦钢盘条去除氧化铁板工序为剥亮,除鳞,有机械除鳞和化学酸洗两种方法。用机械除鳞取代盘条的化学酸洗工序,既提高了生产率,又减少了环境污染。此除鳞过程包括弯曲法(普遍使用带三角形凹槽的圆轮反覆弯曲盘条),喷九法等,除鳞效果较好,但不能使残余铁鳞去净(氧化铁皮清除率为97%),尤其是氧化铁皮粘附性很强时,因此,机械除鳞受铁皮厚度,结构和应力状态的影响,使用于低强度紧固件(小于等于6.8级)用的碳钢盘条。高强度紧固件(大于等于8.8级)用盘条在机械除鳞后,为除净所有的氧化铁皮,再经化学酸洗工序即复合除鳞。对低碳钢盘条而言,机械除鳞残留的铁皮容易造成粒拔模不均匀磨损。当粒拔模孔由于盘条钢丝摩擦外温时粘附上铁皮,使盘条钢丝表面产生纵向粒痕,盘条钢丝冷镦凸缘螺栓或圆柱头螺钉时,头部出现微裂纹的原因,95%以上是钢丝表面在拉拔过程中产生的划痕所引起。因此,机械除鳞法不宜用来高速拉拔。

热处理工艺规范(最新)

华尔泰经贸有限公司铸钢件产品热处理艺规范 随着铸造件产品种类增多,对外业务增大,方便更好的管理铸造件产品,特制定本规定,要求各部门严格按照规定执行。 1目的: 为确保铸钢产品的热处理质量,使其达到国家标准规定的力学性能指标,以满足顾客的使用要求,特制定本热处理工艺规范。 2范围 3术语 经保温一段时间后, 经保温一段时间后, 3.3淬火:指将铸钢产品加热到规定的温度范围,经保温一段时间后, 快速冷却的操作工艺。 3.4回火:指将淬火后的铸钢产品加热到规定的温度范围,经保温一 段时间后出炉,冷却到室温的操作工艺。 3.5调质:淬火+回火 4 职责

4.1热处理操作工艺由公司技术部门负责制订。 4.2热处理操作工艺由生产部门负责实施。 4.3热处理操作者负责教填写热处理记录,并将自动记录曲线转换到 热处理记录上。 4.4检验员负责热处理试样的力学性能检测工作,负责力学性能检测 结论的记录以及其它待检试样的管理。 5 工作程序 5.1 错位炉底板应将其复位后再装, 5.2 对特别 淬铸件应控制入水时间,水池应有足够水量,以保证淬火质量。 5.5作业计划应填写同炉热处理铸件产品的材质、名称、规格、数量、 时间等要素,热处理园盘记录纸可多次使用,但每处理一次都必须与热处理工艺卡上的记录曲线保持一致。 6 不合格品的处置 6.1热处理试样检验不合格,应及时通知相关部门。

6.2技术部门负责对不合格品的处置。 7 附表 7.1碳钢及低合金钢铸件正火、退火加热温度表7.2碳钢及低合金钢铸件退火工艺 7.3铸钢件直接调质工艺 7.4铸钢件经预备热处理后的调质工艺 7.5低合金铸钢件正火、回火工艺

热处理工艺

热处理工艺 摘要:现代机器制造对金属材料的性能不断提出更高的要求,如果完全依赖原材料的原始性能来满足这些要求,常常是不经济的,甚至是不可能的。热处理可提高零件的强度、硬度、韧性、弹性,同时,还可改善毛胚或原材料切削性能,使之易于加工。可见,热处理是改善原材料或毛胚的工艺性能、保证产品质量、延长使用寿命、挖掘材料潜力不可缺少的工艺方法。热处理在机械制造业中的应用极其广泛。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。 Modern machine manufacturing of metal material performance continuously put forward higher requirements, if totally dependent on the raw performance of the raw materials to meet these requirements, often not economical, even is impossible. Heat treatment can improve the strength, hardness, toughness and elasticity of the parts, and it also can improve the cutting performance of hair germ or raw material, so it is easy to be processed. Heat treatment is an essential method to improve the processing performance of raw materials or hair germ, guarantee the product quality, extend the service life and excavate the potential of material. Heat treatment in the mechanical manufacturing industry is very extensive. Iron and steel is the most widely used material in mechanical industry. The microstructure of steel is controlled by heat treatment, so the heat treatment is the main content of metal heat treatment. 关键词:热处理退火正火淬火回火温度 Heat treatment ,Annealing ,Normalizing ,Quenching ,Tempering ,Temperature 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,称为调制。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,

机械加工常见热处理工艺

渗碳 渗碳热处理 渗碳:是对金属表面处理的一种,采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢,具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分。相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺,它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度,提高其耐磨程度。 概述 渗碳(carburizing/carburization)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。 渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。 渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960~1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。 分类 按含碳介质的不同﹐渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳﹑液体渗碳﹑和碳氮共渗(氰化)。 气体渗碳是将工件装入密闭的渗碳炉内,通入气体渗剂(甲烷、乙烷等)或液体渗剂(煤油或苯、酒精、丙酮等),在高温下分解出活性碳原子,渗入工件表面,以获得高碳表面层的一种渗碳操作工艺。 固体渗碳是将工件和固体渗碳剂(木炭加促进剂组成)一起装在密闭的渗碳箱中,将箱放入加热炉中加热到渗碳温度,并保温一定时间,使活性碳原子渗人工件表面的一种最早的渗碳方法。 液体渗碳是利用液体介质进行渗碳,常用的液体渗碳介质有:碳化硅,“603”渗碳剂等。 碳氮共渗(氰化)又分为气体碳氮共渗、液体碳氮共渗、固体碳氮共渗。 原理 渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。

连续式热处理炉操作标准说明书

标 题: 连续式热处理炉操作标准说明书 第3次修订 、型号:5S 6S 二、厂牌:三永电热机械股份有限公司 三、机械规格与特性: SY-805-6 主炉规格 10m X 1.8m 、lOmX 1.6m , SY-809-6 10m x 1.7m (调质 炉)、10n X 1.4m (渗碳炉)。 五、使用前应注意事项: (一):检查各瓦斯压力是否足够。 (二):检查冷却水是否足够。 (三):各轴承部位应加注黄油。 (四):检查淬火油及回火油是否足够。 (五):检查各经路是否正常。 六、开炉步骤: (一)、主炉部分: 、将冷却水总开关打开调整设定水量,检视各冷却水是否畅通。 、启动输送传动马达,调整输送网位置。 、启动主炉电热开关升温至400C 保持续2小时,升至600r /2保持2小时, 升至800r 保持2小时。 (二):特性: 连续式。 四、诸元介绍: (详细参阅附件WEM701 股份有限公司 05.12.06 05.12.05 05.12.04 (一):规格: 、启动一、 三、四号搅拌器风扇。

第3次修订 (二)、碳势控制系统: 1、打开碳势控制系统电源,设定碳势。 2、主炉温度达800r后,方可打开甲醇开关,调整甲醇流量。 3、将排气口打开点燃30分至1小时。 4、等炉内火焰烧至入口时,方可打开瓦斯开关。 5、先手动调节瓦斯流量,再调整伺服马达,使其置于自动控制状态。 6等碳势显示达所需标准且稳定后方可入料操作生产。 (三)、淬火油槽: 1、打开淬火油槽循环油开关。 2、启动输送带开关。 (四)、洗净 槽: 1、打开洗净槽循环泵浦。 2、打开喷射管开关。 3、启动输送带开关。 (五)、回火炉部分: 1、启动回火炉电热开关,将温度升至所需温度(具体温度依所生产之产品而定) 2、启动输送网传动马达。 3、启动1、2、3、4号搅拌器。 4、打开冷却水开关。 (六)、回火油槽: 1、启动回火油槽循环泵。 2、启动输送马达。

常用材料热处理工艺

常用材料热处理工艺 Prepared on 22 November 2020

常用材料热处理工艺二、ASTM A182 F22 1.退火(A)≥90±10℃炉冷; 2.回火(T)≥675℃ 3.HB≤170(一级)156~207(三级) 三、ASTM A694 F60,F52 1.N+T或Q+T N(Q):920±10℃保温,空冷(水淬) T:≥540±10℃保温,空冷 2.HB实测 四、16MnJB4726-2000 或N+T N:930±10℃保温,空冷 T:≥600±10℃保温空冷 2.HB:121~178 五、16MnDJB4727-2000 1.Q+T Q:930±10℃保温,水冷 T:≥600±10℃保温空冷 2.HB实测 六、A105ASTM A105-2002 1.正火(N):900±10℃保温,空冷

2:HB:137~187 七、20# JB4726-2000 1.正火(N):910±10℃保温,空冷 2.HB:106~159 八、LF2ASTM A350 LF2 1.淬火+回火(Q+T) Q:870~940℃保温,水冷 T:540~665℃保温,空冷 2.HB≤197 九、LF3ASTM A350-2002b 1.淬火+回火(Q+T) Q:870~940℃保温,水冷 T:540~665℃保温,空冷 2.HB≤197 十、15CrMo JB4726-2000 1.淬火+回火(Q+T) Q:900±10℃保温,水冷 T:≥620℃保温,空冷 2.HB:118~180 十一、1Cr5Mo JB4726-2000 1.淬火+回火: Q:880~900℃,保温,水冷

17-4 热处理工艺

标准:GB/T 1220-1992 ●特性及应用: 0Cr17Ni4Cu4Nb是由铜、铌/钶构成的沉淀、硬化、马氏体不锈钢。0Cr17Ni4Cu4Nb有较高的强度、耐蚀性、抗氧化性,0Cr17Ni4Cu4Nb这个等级具有高强度、硬度(高达300℃/572℉)和抗腐蚀等特性。经过热处理后,产品的机械性能更加完善,可以达到高达1100-1300MPa(160-190 ksi) 的耐压强度。这个等级不能用于高于300℃(572℉) 或非常低的温度下,它对大气及稀释酸或盐都具有良好的抗腐蚀能力,它的抗腐蚀能力与304和430一样。 ●应用领域: 1.海上平台、直升机甲板、其他平台 2.食品工业 3.纸浆及造纸业 4.航天(涡轮机叶片) 5.机械部件 6.核废物桶 ●化学成分: 0Cr17Ni4Cu4Nb化学成分: C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Nb 其他 ≤0.07 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.035 ≤0.030 3.00-5.00 15.5-17.5 - 3.00-5.00 0.15-0.45 - 美国ASTMS17400,AISI630,UNS630化学成分 C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Nb 其他 ≤0.07 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.030 3.00-5.00 15.5-17.5 - 3.00-5.00 0.15-0.45 - 日本SUS630化学成分 C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Nb+Tao 其他 ≤0.07 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.030 3.00-5.00 15.5-17.5 - 3.00-5.00 0.15-0.45 - 欧洲X5CrNiCuNb16-4化学成分 C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Nb+Tao 其他 ≤0.07 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.030 3.00-5.00 15.5-17.5 - 3.00-5.00 0.15-0.45 - ●力学性能: 抗拉强度σb (MPa):480℃时效,≥1310; 550℃时效,≥1060; 580℃时效,≥1000; 620℃时效,≥930 条件屈服强度σ0.2 (MPa):480℃时效,≥1180;550℃时效,≥1000;580℃时效,≥865;620℃时效,≥725 伸长率δ5 (%):480℃时效,≥10;550℃时效,≥12;580℃时效,≥13;620℃时效,≥16 断面收缩率ψ (%):480℃时效,≥40;550℃时效,≥45;580℃时效,≥45;620℃时效,≥50 硬度:固溶,≤363HB和≤38HRC;480℃时效,≥375HB和≥40HRC; 550℃时效,≥331HB和≥35HRC;580℃时效,≥302HB和≥31HRC;620℃时效,≥277HB和 ≥28HRC ●热处理规范及金相组织: 热处理规范:1)固溶1020~1060℃快冷;2)480℃时效,经固溶处理后,470~490℃空冷; 3)550℃时效,经固溶处理后,540~560℃空冷; 4)580℃时效,经固溶处理 后,570~590℃空冷;5)620℃时效,经固溶处理后,610~630℃空冷。 金相组织:组织特征为沉淀硬化型。 ●交货状态:一般以热处理状态交货,其热处理种类在合同中注明;未注明者,按不热处理状态交货。

热处理工艺规程(工艺参数)

热处理工艺规程(工艺参数) 编制: 审核: 批准: 生效日期: 受控标识处:

分发号: 目录 1.主题内容与适用范围 (1) 2.常用钢淬火、回火温度 (1) 要求综合性能的钢种 (1) 要求淬硬的钢种 (4) 要求渗碳的钢种 (6) 几点说明 (6) 3.常用钢正火、回火及退火温度 (7) 要求综合性能的钢种 (7) 其它钢种 (8) 几点说明 (8) 4.常用钢去应力温度 (10) 5.各种热处理工序加热、冷却范围 (12) 淬火………………………………………………………………………………………………1 2 正火及退火 (14) 回火、时效及去应力 (15) 工艺规范的几点说明 (16) 6.化学热处理工艺规范 (17) 氮化 (17) 渗碳 (20) 7.锻模热处理工艺规范 (22) 锻模及胎模 (22) 切边模 (24) 锻模热处理注意事项 (25) 8.有色金属热处理工艺规范 (26) 铝合金的热处理 (26) 铜及铜合金 (26)

9.几种钢锻后防白点工艺规范 (27) 第Ⅰ组钢 (27) 第Ⅱ组钢 (28) 1.主题内容与适用范围 本标准为“热处理工艺规程”(工艺参数),它主要以企业标准《金属材料技术条件》B/HJ-93年版所涉及的金属材料和技术要求为依据(不包括高温合金),并收集了我公司生产常用的工具、模具及工艺装备用的金属材料。 本标准适用于汽轮机、燃气轮机产品零件的热处理生产。 2.常用钢淬火、回火温度 要求综合性能的钢种:

注:①采用日本材料时,淬火温度为960~980℃,回火温度允许比表中温度高10~30℃。 ②有效截面小于20mm者可采用空冷。 要求淬硬的钢种(新HRC>30)

热处理工艺的特点

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。 热处理的发展史 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770至前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的。 随着淬火技术的发展,人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15~0.4%,而表面含碳量却达0.6%以上,说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢。 1863年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论,以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图,为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时,人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法,以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。 1850~1880年,对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889~1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。 二十世纪以来,金属物理的发展和其他新技术的移植应用,使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901~1925年,在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳;30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控,以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法;60年代,热处理技术运用了等离子场的作用,发展了离子渗氮、渗碳工艺;激光、电子束技术的应用,又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。

金属材料热处理新工艺

金属材料热处理新工艺 金属材料热处理新工艺 热处理发展的主要趋势是,不断改革加热和冷却技术,发展真空热处理,可控气氛热处理和 形变热处理等,以及创造新的表面热处理工艺。 新工艺和技术的发展,主要是: ⑴为了提高零件的强度、韧性;增强零件的抗疲劳和耐磨损能力; ⑵减轻加热过程中的氧化和脱碳; ⑶减少热处理过程中零件的变形; ⑷节约能源,降低成本,提高经济效益; ⑸减少或防止环境污染等。 热处理的新工艺很多,这里只简介可控气氛热处理、真空热处理和形变热处理,以及表面气 相沉积技术。 ㈠可控气氛热处理 在炉气成分可以控制的炉内进行的热处理称为可控气氛热处理。炉气分渗碳性、还原性和中性气氛等。仅用于防止工件表面化学反应的可控气氛称为保护气氛。 可控气氛热处理的应用有一系列技术经济优点:能减少和避免钢件在加热过程中氧化和脱碳,节约钢材,提高工件质量;可实现光亮热处理,保证工件的尺寸精度;可进行控制表面碳浓度的渗碳和氰化;可使已脱碳的工件表面复碳;可进行穿透渗碳处理,例如,某些形状复杂且要求高弹性或高强度的工件,用高碳钢制造加工困难,可用低碳钢冲压成形,然后进行穿透渗碳,以代替高碳钢。这样可以大大革新加工程序。 ⒈吸热式气氛燃料气(天然气、城市煤气、丙烷、丁烷)按一定比例与空气混合后,通入发生器进行加热,在触媒的作用下,经吸热而制成的气体称为吸热式气氛,吸热式气氛主要 用作渗碳气氛和高碳钢的保护气氛。。 ⒉放热式气氛燃料气(天然气、乙烷、丙烷等)按一定比例与空气混合后,靠自身的燃烧反应而制成的气体,由于反应时放出大量的热量,故称为放热式气氛。它是所有制备气氛中最便宜的一种,主要用于防止加热时的氧化,如低碳钢的光亮退火,中碳钢小件的光亮淬火 等。 ⒊放热-吸热式气氛这种气氛用放热和吸热两种方式综合制成。第一步,先将气体燃料(如天然气等)和空气混合,在燃烧室中进行放热式燃烧;第二步,将燃烧室中的燃烧产物再次与少量燃料混合,在装有催化剂的反应罐内进行吸热反应,产生的气体经冷却即为放热-吸热式气氛。它可用于吸热式和放热式气氛原来使用的各个方面。也可做为渗碳和碳氮共渗的载流气体。此种气氛含氮量低,因而可减轻氢脆倾向。 ⒋滴注式气氛用液体有机化合物(如甲醇、乙醇、丙酮、甲酰胺、三乙醇胺等)混合滴入或与空气混合后喷入热处理炉内所得到的气氛称为滴注式气氛。它主要用于渗碳、碳氮共渗、 软氮化、保护气氛淬火和退火等。

常用材料热处理工艺完整版

常用材料热处理工艺 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

常用材料热处理工艺二、ASTM A182 F22 1.退火(A)≥90±10℃炉冷; 2.回火(T)≥675℃ 3.HB≤170(一级)156~207(三级)三、ASTM A694 F60,F52 1.N+T或Q+T N(Q):920±10℃保温,空冷(水淬) T:≥540±10℃?保温,空冷 2.HB实测 四、16MnJB4726-2000 或N+T N:930±10℃保温,空冷 T:≥600±10℃保温空冷 2.HB:121~178 五、16MnDJB4727-2000 1.Q+T Q:930±10℃?保温,水冷 T:≥600±10℃保温空冷 2.HB实测 六、A105ASTM A105-2002

1.正火(N):900±10℃保温,空冷 2:HB:137~187 七、20# JB4726-2000 1.正火(N):910±10℃保温,空冷 2.HB:106~159 八、LF2ASTM A350 LF2 1.淬火+回火(Q+T) Q:870~940℃?保温,水冷 T:540~665℃?保温,空冷 2.HB≤197 九、LF3ASTM A350-2002b 1.淬火+回火(Q+T) Q:870~940℃?保温,水冷 T:540~665℃?保温,空冷 2.HB≤197 十、15CrMo JB4726-2000 1.淬火+回火(Q+T) Q:900±10℃?保温,水冷 T:≥620℃?保温,空冷 2.HB:118~180 十一、1Cr5Mo JB4726-2000 1.淬火+回火:

热处理工艺的分类

热处理工艺的分类 金属热处理工艺大体可分为、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热、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,把淬火和结合起来的工艺,称为。某些合金淬火形成后,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。 把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;在负压气氛或真空中进行的热处理称为,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,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热处理,常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、、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。还可以改善的组织和应力状态,以利于进行各种冷、。

简述常用热处理工艺的原理与特点

简述常用热处理工艺的原理与特点。 热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。 热处理工艺原理 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: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、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。 4、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。 5、调质处理: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更优。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。 特点:金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,金球的热处理工艺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。 比较钢材与非金属材料热处理的异同点。 热处理有金属材料热处理和非金属材料热处理 相同点:热处理的原理基本一样,都是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。 不同点: 1.钢的表面热处理有两大类:一类是表面加热淬火热处理,另一类是化学热处理。 非金属材料的表面热处理:喷漆、着(染)色、抛光、化学镀后再电镀(如ABS)等。 2.金属材料热处理包括:退火、正火、淬火和回火。 非金属材料热处理包括碳纤维预氧化、碳化、石墨化设备,石墨化烧结等;复合材料成形以及空间环境模拟,包括热压罐,热压机,KM系列模拟罐,用户分布于汽车、模具、工具、碳纤维加工和其他高端应用领域。

CrMnTi热处理工艺

20CrMnTi 齿轮钢的热处理工艺 1.前言 1.120CrMnTi钢概述 20CrMnTi是低碳合金钢,该钢具有较高的机械性能,零件表面渗碳0.7-1.1mm。在渗碳淬火低温回火后,表面硬度为58-62HRC,心部硬度为30-45HRC。20CrMnTi的工艺性能较好,锻造后以正火来改善其切削加工性。此外,20CrMnTi 还具有较好的淬透性,由于合金元素钛的影响,对过热不敏感,故在渗碳后可直接降温淬火。且渗碳速度较快,过渡层较均匀,渗碳淬火后变形小。适合于制造承受高速中载及冲击、摩擦的重要零件,因此根据齿轮的工作条件选用20CrMnTi 钢是比较合适的。经过910-940℃渗碳,870℃淬火,180-200℃回火后机械性能的抗拉强度≥1100Mpa、屈服强度≥850Mpa、延伸率≥10%、断面收缩率≥45%,冲击韧性≥680,硬度为58-62HRC。 20CrMnTi合金成分表1.1 C Si Mn Cr S P Ni Cu Ti 0.17~0.230.17~0.370.80~1.10 1.00~1.30≤0.035≤0.035≤0.030≤0.0300.04~0.10 1.220CrMnTi泵体齿轮的的工艺流程: 1.320CrMnTi钢常见的热处理工艺 表1.2 20CrMnTi钢常见的热处理工艺表 热处理工 艺工艺参数硬度要 求 工艺特点 完全退火加热860~880℃,保温,炉 冷 ≤ 217HB S 消除残余应力,降低硬度 正火加热920~950℃,保温,空 冷156~2 07HBS 加热温度在Ac3825℃线之上,细化晶 粒,消除组织缺陷,以获得珠光体+少 量铁素体组织 淬火加热860~900℃,保温,油 冷48~54 HRC 淬火温度高,淬透性中等,变形较大, 硬度不高,耐磨性差 回火加热500~650℃,保温2h, 油冷30~36 HRC 回火索氏体组织 下料锻造正火清洗淬火回火 加工渗碳 包装 清洗检验

常用材料热处理工艺

常用材料热处理工艺二、ASTM A182 F22 1.退火(A)≥90±10℃炉冷; 2.回火(T)≥675℃ 3.HB≤170(一级)156~207(三级) 三、ASTM A694 F60,F52 1.N+T或Q+T N(Q):920±10℃保温,空冷(水淬) T:≥540±10℃保温,空冷 2.HB实测 四、16MnJB4726-2000 或N+T N:930±10℃保温,空冷 T:≥600±10℃保温空冷 2.HB:121~178 五、16MnDJB4727-2000 1.Q+T Q:930±10℃保温,水冷 T:≥600±10℃保温空冷 2.HB实测 六、A105ASTM A105-2002 1.正火(N):900±10℃保温,空冷

2:HB:137~187 七、20# JB4726-2000 1.正火(N):910±10℃保温,空冷 2.HB:106~159 八、LF2ASTM A350 LF2 1.淬火+回火(Q+T) Q:870~940℃保温,水冷 T:540~665℃保温,空冷 2.HB≤197 九、LF3ASTM A350-2002b 1.淬火+回火(Q+T) Q:870~940℃保温,水冷 T:540~665℃保温,空冷 2.HB≤197 十、15CrMo JB4726-2000 1.淬火+回火(Q+T) Q:900±10℃保温,水冷 T:≥620℃保温,空冷 2.HB:118~180 十一、1Cr5Mo JB4726-2000 1.淬火+回火: Q:880~900℃,保温,水冷

T:≥680℃保温,空冷 2.HB:174~229 十二、不锈钢:304、304L、321 ASTM A182 1.固溶处理(S):1040±10℃保温,水冷 2.HB:实测 十三、0Cr18Ni9JB4728-2000 1.固溶处理(S):1010~1150℃保温,水冷 2.HB:131~187

42CrMo热处理生产工艺卡

42CrMo热处理生产工艺卡 一、钢管规格、钢级、工艺、订单号及执行标准 219*23 42CrMo 淬火+回火 rzg-0517 XTG-RZ-C-067-2014 单支交货长度5300mm 二、生产工艺流程 生产准备→淬火炉→淬火机→回火炉→定径机→冷床→矫直机→冷床→标记→取样。三、热处理生产工艺 控制参数 一、淬火炉 淬火炉加热段温度℃880±14℃ 淬火炉均热段温度℃870±14℃ 布料方式连续布料 步进时间97秒(加热时间80分钟) 二、淬火机床 淬火方式外淋水关闭,采用内喷浸入式 浸入水量开启3台水泵 内喷水量开启2台水泵(1台低频 1台工频) 淬火时间(48s)45秒(淬后管温50-70度) 喷嘴规格D160mm 拖轮转速40rpm 翻料延时5s 浸入延时8s 淬火高度250mm 三、回火炉 回火炉加热段温度℃565±7℃ 回火炉均热段温度℃560±7℃ 回火炉保温段温度℃560±7℃ 布料方式连续布料 步进时间97秒(加热时间121分钟) 注意事项: 1、淬火炉和回火炉各区炉温按中限控制,特别注意回火温度实时调整,保证炉温均匀一致。 2、淬火后钢管内外表温控制在50-70℃,测试管温全长一致性。 3、淬火后钢管应及时回火,严禁淬水后停留时间超过15分钟。 4、调快定径机后冷床速度,保证矫直前钢管温度≥400℃,钢管矫后冷床来回转动。 5、取样前平头50mm,每批截取220mm管环试样,委托拉伸、化学成分、冲击(纵向、常温、U口)、交货硬度、晶粒度、非金属夹杂。每批取2个试样,取样位置为不同的支头尾。 6、取样时应注意交货长度要求,严禁取短尺事故发生。 编制:审阅:批准:

热处理工艺规范

ZX/JS-007 江苏新中信电器设备有限公司 热处理工艺规范 编制:审批: 二零一三年三月 江苏新中信电器设备有限公司 热处理工艺规范ZX/JS-007 1 目的 对零部件消除应力,改善材料或零件机械性能的热处理质量实施控制,以保证热处理符合技术条件的要求。 2适用范围 本规范适用于本厂钢制零件在周期作业加热炉中的调质、固熔工序。 3准备工作 3.1检查设备及仪表是否正常。 3.2检查零件上的材料是否符合图样要求。 3.3检查零件的尺寸是否符合图样及工艺文件的规定。 3.3.1调质件最好先经粗加工,断面大于100mm的零件,当有内孔时,应钻孔后

再调质,并且防止出现尖角。 3.3.2调质件的加工余量应大于允许的变形量。 3.3.3不同淬火温度的调质件,不得同炉处理,同炉处理件的有效厚度应相近。 4 工艺规范 4.1 技术部根据标准、工艺规程、材料和设计技术条件,负责编制热处理工艺规程。 4.2 热处理工艺规程至少应包括以下内容: a)热处理工件的材料牌号 b)热处理设备及热处理种类(调质、固溶等) c)热处理工艺参数(升温、保温、出炉温度、回火温度及各温度段的加热时间等)和工艺曲线图。 d)冷却方法及冷却介质。 4.3 消除应力热处理后一般不得再进行焊接补焊。否则应重新进行热处理。 4.4 ASTM A276 410或420调质处理(详见附录1)规范见表1。 表1

4.4.1机械性能参数: ≥550MPa 。 Rm ≥690MPa ; Rp 0.2 4.5 ASTM A276 410或420淬火处理(详见附录2)规范见表2。 表2 4.6 ASTM A182 F304、F316、F321钢固溶处理(详见附录3)规范见表3。

金属材料热处理工艺(详细工序及操作手法)

金属材料热处理工艺(详细工序及操作手法) 一、热处理的定义 热处理是指金属在固态下经加热、保温和冷却,以改变金属的内部组织和结构,从而获得所需性能的一种工艺过程。 热处理的三大要素: ①加热( Heating) 目的是获得均匀细小的奥氏体组织。 ②保温(Holding) 目的是保证工件烧透,并防止脱碳和氧化等。 ③冷却(Cooling) 目的是使奥氏体转变为不同的组织。 热处理后的组织 加热、保温后的奥氏体在随后的冷却过程中,根据冷却速度的不同将转变成不同的组织。不同的组织具有不同的性能。 二、热处理工艺 1.退火 操作方法:将钢件加热到Ac3+30-50度或Ac1+30-50度或Ac1以下的温度(可以查阅有关资料)后,一般随炉温缓慢冷却。 目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工与压力加工性能; 2.细化晶粒,改善力学性能,为下一步工序做准备; 3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点:1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高

速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料;2.一般在毛坯状态进行退火。 2.正火 操作方法:将钢件加热到Ac3或Acm 以上30-50度,保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。 目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工与压力加工性能; 2.细化晶粒,改善力学性能,为下一步工序做准备; 3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点:正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件,也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢,空冷可导致完全或局部淬火,因此不能作为最后热处理工序。 3.淬火 操作方法:将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上,保温一段时间,然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。 目的:淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织,有时对某些高合金钢(如不锈钢、耐磨钢)淬火时,则是为了得到单一均匀的奥氏体组织,以提高耐磨性和耐蚀性。 应用要点:1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢; 2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力,但同时会造成很大的内应力,降低钢的塑性和冲击韧度,故要进行回火以得到较好的综合力学性能。

材料及其热处理方式和性能影响

金属材料 一、金属材料包括黑色金属材料和有色金属材料。 二、黑色金属是指铁和碳的合金。如钢、生铁、铸铁等。 1、钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。 钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般 不超过1.7%生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品,主要用来炼钢和制造铸件。 生铁含碳量大于2% 2、把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状),把液状铸铁浇铸成铸件,这种铸铁叫铸铁件。 三、有色金属材料 有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。 金属材料在各种外力作用下所表现出來的性能称为机械性能。金属的机械性能主要包括:強度、塑性、硬度、韧性及疲劳強度等。 1.強度: 強度是金属材料在靜载荷作用下,抵抗变形和破断的能力。 A.弹性极限 : 材料在外力作用下只产生弹性变形时所能承受的最大应力称为弹性极限,符 号σe。 B.屈服极限 : 材料产生屈服现象时的应力称为屈服极限或屈服強度,符号σS。 C.抗拉強度: 材料在拉断前所能承受的最大应力为抗拉強度或強度极限,符号σb。 2.塑性: 金属材料在断裂前发生塑性变形的能力称为塑性。延伸率 (δ)和断面收缩率(ψ)是衡量金属材料塑性的指标。 3. 冲击韧性: 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力,称为冲击韧性。

4.疲劳強度: 疲劳強度又称疲劳极限。減少零件的应力集中,改善零件表面质量及使零件表面保留压应力均能有效地提高零件的疲劳強度。 5.硬度: 硬度即指材料抵抗局部变形,特別是塑性变形、压痕或划痕的能力,它是各种零件和工具必须具备的性能指标之一,也是热处理主要的质量检验标准。 (1).检测方法: 就是用一定几何形狀的压头,在一定载荷下,压入被测金属材料表面,根据被压入程度來测定其硬度值。 (2).表示方法: 压入硬度测定法(如布氏硬度、洛氏硬度等);回跳硬度测定法(如肖氏硬度、里氏硬度)等,而在现場生产中常用的是压入硬度测定法,即布氏硬度、洛氏硬度等。 A.布氏硬度(HB): 它是用一定直径的球体(淬硬钢球或硬质合金球),以相应的试验力压入被测钢料表面,经规定保持时间后卸除试验力,用测量表面压痕直径來计算硬度的一种压痕硬度方法。 B.洛氏硬度(HRC): 洛氏硬度值是用洛氏硬度相应标尺刻度滿量程(100)与残余压痕深度增量之差计算 硬度值,HR值可直接从表盘显示数字中得出。

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