热处理小论文
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诚信声明本人郑重声明:本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的,在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名:年月日毕业设计任务书设计题目:45钢热处理工艺及组织性能研究系部:机械工程系专业:材料成型及控制工程学号:1120181 19 学生:指导教师(含职称):(副教授)1.课题意义及目标学生应通过本次毕业设计,运用所学过的金属学及热处理等专业知识,了解45钢的概况;熟悉45钢的热处理工艺方法;认识45钢热处理前后金相组织;找出热处理对45钢组织和力学性能的影响规律,为优化热处理工艺提高零件质量提供一定的理论依据。
2.主要任务(1)制定45钢热处理工艺,进行热处理实验。
(2)制备金相试样,观察分析45钢热处理前后的显微组织。
(3)测定45钢热处理前后力学性能,包括拉伸性能、硬度、冲击韧性等。
(4)分析热处理工艺、组织结构与力学性能之间的关系。
(5)撰写毕业论文。
结构完整,层次分明,语言顺畅;避免错别字和错误标点符号;格式符合太原工业学院学位论文格式的统一要求。
3.主要参考资料[1] 赵琳.45钢热处理工艺及其组织性能[J]. 机械工程与自动化,2012,(05):203-204.[2] 李文学,李国成,李忠民,等.45钢热处理工艺和化学成分与性能之间关系分析[J]. 物理测试,1996,(05):12-14.[3] 崔忠圻,覃耀春.金属学与热处理[M]. 北京,机械工业出版社,2007:230-308 4.进度安排审核人:2014 年12 月15日45钢热处理工艺及组织性能研究摘要:本次实验通过不同的热处理工艺研究了45钢的组织性能。
本次实验的热处理工艺从两方面进行对比分析:一方面,在相同加热温度并且在不同冷却条件下对45钢调质处理组织性能的影响。
另一方面,在相同加热温度并且在不同保温时间对45钢调质处理组织性能的影响。
即在普通调质工艺的基础上,采用零保温淬火的新工艺。
毕业设计(论文)中文摘要毕业设计(论文)外文摘要目录第一章绪论 (4)1.1真空热处理技术的发展历程与趋势 (4)1.2 45钢的特征与性能介绍 (7)1.3真空淬火技术的介绍 (11)1.4 45钢小零件热处理介绍 (13)1.5 论文的目的与意义 (14)第二章45钢小零件真空淬火技术工艺流程介绍 (15)2.1真空热处理设备 (15)2.1.1真空热处理炉简介 (15)2.1.2真空热处理炉的特点 (16)2.1.3真空热处理设备关键技术研究开发 (18)2.2普通热处理设备 (21)2.3真空热处理预先处理和工艺流程 (24)第三章真空淬火得到的性能及组织分析 (26)3.1 真空淬火性能介绍 (26)3.1.1真空热处理特点 (26)3.1.2影响工件真空热处理的因素 (26)3.2 45钢真空淬火组织介绍 (27)第四章真空热处理和普通热处理的比较 (28)4.1 45钢小零件普通淬火流程 (28)4.1.1 45钢普通淬火流程 (28)4.1.2 45钢普通淬火技术介绍 (30)4.2真空热处理和普通热处理优缺点 (32)4.2.1真空淬火优点: (32)4.2.2真空热处理缺点 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章绪论1.1真空热处理技术的发展历程与趋势20世纪20年代末﹐随着电真空技术的发展﹐出现了真空热处理工艺﹐当时还仅用于退火和脱气。
由于设备的限制﹐这种工艺较长时间未能获得大的进展。
60~70 年代﹐陆续研制成功气冷式真空热处理炉﹑冷壁真空油淬炉和真空加热高压气淬炉等﹐使真空热处理工艺得到了新的发展。
在真空中进行渗碳﹐在真空中等离子场的作用下进行渗碳﹑渗氮或渗其他元素的技术进展﹐又使真空热处理进一步扩大了应用范围。
真空热处理技术具有无氧化、无脱碳、脱气、脱脂、表面质量好、变形微小、综合力学性能优异、无污染、无公害及自动化程度高等一系列突出优点,50余年来始终是国际热处理技术发展的热点,近20余年来在我国也得到迅速发展。
西安航空职业技术学院毕业设计(论文)论文题目:驱动轮轴热处理工艺设计所属系部:航空材料工程学院指导老师:李艳职称:学生姓名:胡天龙班级、学号:12806218 专业:金属材料与热处理技术西安航空职业技术学院制年月日目录1. 前言 (4)2 驱动轴材料与热处理工艺概况 (5)2.1 驱动轴的简介 (5)2.2 拖拉机驱动轴的服役条件和失效形式 (6)2.3 拖拉机驱动轴的性能要求 (7)2.4 驱动轴热处理工艺概况 (7)3 35CrMo的基本性质 (8)3.1 35CrMo的化学成分及力学性能 (8)3.2 合金元素的作用...................................... .9 3.2.1 35CrMo刚中硅元素的作用 (9)3.2.2 35CrMo刚中铬元素的作用 (9)3.2.3 35CrMo刚中锰元素的作用 (10)3.3 组织转变及淬透性 (11)4. 拖拉机驱动轴生产工艺路线及分析 (13)4.1 拖拉机驱动轴的选材 (13)4.2 35CrMo热处理工艺性 (13)4.3 35CrMo拖拉机驱动轴工艺路线热处理方案分析 (13)4.4 热处理工艺的确定 (16)4.5 热处理常见的缺陷及防护措施 (17)4.5.1 氧化和脱碳 (17)4.5.2 过热和过烧 (18)4.5.3 淬火硬度不够 (18)4.5.4 变形和开裂 (19)4.5.回火缺陷 (20)4.6 热处理工艺及曲线图 (21)4.6.1 正火工艺的制定 (21)4.6.2 淬火工艺的制定 (21)4.6.3 回火工艺的制定 (22)4.7 金相分析 (23)4.7.1 正火热处理的金相分析 (23)4.7.2 调原始组织为热处理的金相组织 (24)5 质量检验 (24)5.1 检验项目 (24)5.1.1 硬度 (25)5.1.2 变形 (25)5.1.3 外观 (25)5.2 评定标准 (25)设计总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)1 前言本毕业设计是在《材料科学基础》《热处理原理》《热处理工艺》和《金属材料学》等课程学习的基础上并且结合本人在校期间学校组织的实习经历,是理论与实际相结合所完成的。
钢的热处理原理与方法论文摘要:热处理是指通过加热和冷却来改变金属材料的组织和性能。
钢的热处理是钢加工过程中重要的一步,可以显著改善钢材的强度、韧性和耐磨性等性能,提高其使用寿命和使用范围。
本文将介绍钢的热处理原理与方法,包括淬火、回火、正火等常用的热处理方法,以及热处理的影响因素和应用范围。
一、热处理原理钢的热处理是基于钢材的相变规律和组织变化规律来进行的。
钢材在加热过程中,会出现固溶、析出和相变等现象,从而改变钢材的组织和性能。
通过合理的加热和冷却过程,可以使钢材达到理想的组织状态,进而实现理想的力学性能。
钢材的相变规律是钢材热处理的基础。
一般来说,钢材的相变包括固溶相变和析出相变。
固溶相变是指固溶体中的一种化学成分在加热过程中溶解或析出的现象,如奥氏体相变和铁素体相变等。
析出相变是指固溶体中的化学成分在冷却过程中析出或析出的现象,如马氏体相变等。
钢材的组织变化规律是钢材热处理的另一个重要方面。
钢材的组织包括组织类型和组织形态两个方面。
组织类型是指钢材中各种物相的分布和比例,如奥氏体、铁素体、珠光体等;组织形态是指物相在钢材中的形状和大小,如粗大晶粒、细小晶粒等。
通过控制钢材的加热和冷却过程,可以控制钢材的组织类型和组织形态,从而实现理想的力学性能。
二、热处理方法1.淬火淬火是指将高温钢材迅速冷却到室温以下,使其产生马氏体相变。
马氏体具有高硬度和脆性的特点,可以显著提高钢材的硬度和强度,但降低了韧性。
因此,淬火一般需要进行回火处理来改善钢材的韧性。
2.回火回火是指将淬火后的钢材加热到较低温度并保温一段时间,然后冷却到室温。
回火可以消除淬火时产生的内应力和组织不均匀性,通过分解马氏体改善钢材的韧性,同时适当降低硬度和强度。
3.正火正火是指将低碳钢材加热到临界温度以上,保温一段时间,然后冷却至室温。
正火可以使铁素体相变为奥氏体,改善钢材的塑性和韧性,适用于需要保持一定塑性和耐久性的工件。
三、热处理的影响因素钢材的热处理效果和性能会受到多种因素的影响。
金属材料与热处理论文关于金属材料的论文:金属材料与热处理工艺关系的探讨摘要:本文以实验现象及数据为依据,客观分析了热处理工艺中预热、温度及应力与金属材料组织、性能等之问的关系。
关键词:金属材料:热处理;关系中图分类号TGl文献标识码A文章编号1674-6708(2010)29-0122-020、引言工业生产中,许多金属材料为最大限度地发挥材料潜力,需要提高其机械性能。
在设计工作中,正确制定热处理工艺可以改变某些金属材料的机械性能。
而不合理的热处理条件,不仅不会提高材料的机械性能,反而会破坏材料原有的性能。
因此,设计人员在根据金属材料成分及组织确定热处理的工艺要求时,应准确分析金属材料与热处理工艺的关系,合理安排工艺流程,才能得到理想的效果。
1、金属材料结构及基本组织在工业生产中,广泛使用的金属有铁、铝、铜、铅、锌、镍、铬、锰等。
但用得更多的是它们的合金。
金属和合金的内部结构包含两个方面:其一是金属原子之间的结合方式;其二是原子在空间的排列方式。
金属的性能和原子在空间的排列配置情况有密切的关系,原子排列方式不同,金属的性能就出现差异。
金属材料热处理过程是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度在不同的介质中冷却,通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来改变其性能的一种工艺。
因此,对某些金属或合金来说,可以用热处理工艺来改变它的原子排列,进而改变其组织结构,控制其机械性能,以满足工程技术的需要。
不同的热处理条件会产生不同的材料性能改变效果,下面就金属的材料的某些性能来分析其与热处理工艺的关系,以便更好的提高材料的机械性能。
2、金属材料与热处理工艺的关系2.1金属材料的切削性能与热处理预热的关系金属材料加工的整个工艺流程中,如果切削加7-7-艺与热处理工艺之间能相互沟通,密切配合,对提高产品质量将有很大好处。
在金属切削过程中,由于被加工材料、切削刀具和切削条件的不同,金属的变形程度也不同,从而产生不同程度的光洁度。
金属材料热处理综合实验论文班级:应化10-1小组成员:指导老师:莫淑华2012年12月5日星期三45号钢热处理工艺论文内容摘要:45钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。
它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45钢淬火温度在A3+(30~50) ℃,在实际操作中,一般是取上限的。
偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少,且能提高工效。
为使工件的奥氏体均匀化,就需要足够的保温时间。
正文:一.引言:热处理能改善工件的机械性能,提高工件的强度和硬度,满足各种性能的要求。
我们要重视我国现阶段的热处理技术和设备的改进,不仅要学习国外先进的技术,同时要自主研发,以创新的思维提高我国的热处理工件的质量。
因此我组就金属材料热处理工艺进行研究与实验,总结最合理的热处理工艺。
二.方案:调质是淬火加高温回火的双重热处理,其目的是使工件具有良好的综合机械性能。
为使调质件得到好的综合性能,一般含碳量控制在0.30~0.50%。
调质淬火时,要求工件整个截面淬透,使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。
通过高温回火,得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。
小型工厂不可能每炉搞金相分析,一般只作硬度测试,这就是说,淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度,回火后硬度按图要求来检查。
45钢的调质:45钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。
它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45号钢的淬火温度在820~840度左右,在实际操作中,一般是取上限的。
偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少。
为使工件的奥氏体均匀化,就需要足够的保温时间,一般为1min/mm,如果实际装炉量大,就需适当延长保温时间。
不然,可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。
但保温时间过长,也会也出现晶粒粗大,氧化脱碳严重的弊病,影响淬火质量。
热处理设备发展历史论文热处理设备是用于将材料加热至一定温度,并在特定条件下进行冷却的设备。
在过去的几个世纪里,热处理技术和设备经历了长足的发展。
本文将对热处理设备的发展历史进行探讨。
最早的热处理方法可以追溯到公元前4000年的青铜时代,人们就开始利用高温对金属进行热处理。
在公元前6世纪,古希腊人发明了使用火山熔岩对铁器进行热处理的方法。
随着时间的推移,热处理技术逐渐得到改进和完善。
在工业革命期间,蒸汽锤和熔炉的发明使得热处理设备的生产能力得到了大幅提升。
20世纪初,电力和燃气热处理炉的出现,使得热处理工艺更加精确和可控。
1920年代,电弧炉和电阻炉的发明进一步提高了热处理的效率和质量。
在第二次世界大战期间,热处理设备在军事工业中扮演了重要角色,为军事装备的制造提供了必要的支持。
随着材料科学和工程技术的不断发展,热处理设备也得到了进一步的改进和创新。
现代的热处理设备多样化,涵盖了多种加热方式和冷却方式,如电热处理、高频感应加热、气体淬火等。
今天,热处理设备已成为现代工业中不可或缺的一部分,广泛应用于金属材料的制造和加工过程中。
总的来说,热处理设备的发展历程可以追溯到古代的青铜时代,经历了几千年的演变和创新。
随着科技的进步和工业的发展,热处理设备得到了不断的改进和完善,为现代制造业的发展做出了重要贡献。
相信随着科技的不断进步,热处理设备将继续发展,并为未来的工业制造提供更多的支持和帮助。
在当今的工业生产中,热处理设备已经成为了不可或缺的一部分。
它不仅应用于金属材料的生产和加工过程中,还广泛应用于玻璃、陶瓷、塑料等多种材料的热处理和改性工艺中。
随着先进材料和制造技术的发展,热处理设备在提高材料性能、改善产品质量、降低能耗和生产成本等方面起到了至关重要的作用。
近年来,随着新能源汽车、航空航天、海洋工程等高技术领域的快速发展,对热处理设备的要求也越来越高。
高温合金、钛合金、复合材料等新材料的广泛应用,进一步提高了热处理工艺的难度和技术要求。
热处理变形原因的分析与变形控制技术措施摘要:模具在热处理中的变形可导致模具超差报废,因而探讨其变形规律在生产中具有重要意义。
关键词:模具热处理变形分析控制措施1 热处理变形原因的分析模具零件淬火时由于热应力与组织应力的综合作用引起尺寸和形状的偏差。
由于零件的几何形状、截面尺寸不同,在淬火加热与冷却过程中因加热与冷却速度的差异,就会引起了零件体积膨胀、收缩及变形等。
影响淬火变形的原因是多方面的,主要与钢的化学成分和原始组织、零件的几何形状、尺寸大小及热处理工艺等因素有关。
然而,采取有效的预防措施,改善与优化热处理工艺,致力将模具热处理变形严格控制在最小限度之内。
2 热处理变形的类型及特征2.1 类型热处理变形有尺寸变化和形状变化两大类。
尺寸变化是因淬火时发生膨胀或收缩使尺寸改变。
形状变化即本身发生的形状改变,因应力而发生变形,如弯曲、扭转等变形。
在生产实践中,尺寸变化与形状变化常常重叠出现。
2.1.1 尺寸变化是因热处理过程中组织发生变化而引起的膨胀、收缩的结果。
淬火时组织转变为马氏体则膨胀,若残余奥氏体量多则变为收缩。
冷处理时因残余奥氏体转变成马氏体又引起膨胀。
马氏体引起的体积膨胀随钢中碳含量增加而变大;其尺寸变化量亦随着增大。
淬火钢回火时马氏体发生分解,而引起收缩;收缩量随马氏体中c%的增多而增大,但若以淬火前的状态为基准,淬火回火后尺寸变化的总合,其结果仍是膨胀。
2.1.2 形状变化是因淬火钢内部的应力及加于外部的力量而引起的。
内部应力是因温度分布不均或因组织转变而引起的。
而外部的力主要是因自重而导致“下垂”。
加热温度越高、保温时间越长,这种因本身重量而引起的“下垂”变形更易发生。
工件加热时,因机械加工或常温加工所产生的残余应力,将发生形状变化。
即使是均匀加热,因钢的屈服点随温度上升而降低之故,此时只要有少许应力存在即发生变形。
因残余应力于外部周围较强。
当温度上升自外部进行时,变形于外部周围特别显著。
压力容器设计中的热处理问题分析【摘要】压力容器的用途比较广泛,具有能够发生化学反应或者物理反应、能够传导热能、能够进行分离和存储以及具有耐压性能等功能,在能源工业、科学研究事业、军队工程以及石油化工工程等多种行业具有举足轻重的地位。
压力容器的使用环境比较恶劣,设计过程比较复杂,如果压力容器一旦被损坏,造成的影响也十分严重。
所以,要选取合适的材料和方法进行热处理技术,以保证压力容器的质量,确保这种大型的压力容器的安全性和可靠性。
本文就压力容器设计中热处理问题分别从奥氏体不锈钢制压力容器的热处理问题、介质为液氨的容器如何进行热处理的问题、对于复合板容器如何进行焊后热处理的问题、对于替代材料的热处理问题、焊后热处理的相关方法五个方面作了介绍,为提高压力容器设计中的热处理水平做了借鉴。
【关键词】压力容器设计热处理压力容器中图分类号: th49 文献标识码: a 文章编号:压力容器在人们的工业生产中具有非常广泛的用途,主要用于盛装气体或者液体,并能够承受一定的压力,广泛应用于能源工业、科学研究事业、军队工程以及石油化工工程等多种行业,是安全和达标生产时的重要设备。
压力容器设计中进行的热处理技术是运用相应的介质,将压力容器所使用的金属材料或者合金材料进行加热、保温和冷却过程,进而在不改变金属材料的外部形状的情况下,使其内部的纤维组织及其部分化学成分发生改变,以调控金属材料的基本性能并使其得到最大的潜力发挥的技术。
本文就压力容器设计中的热处理问题与大家节进行探究。
1 简介热处理的基本工艺技术热处理技术基本上主要是加热、保温和冷却三个基本过程的有机配合和衔接的技术,其中(1)热处理的加热技术是重要的设计程序之一。
现今的加热方法有很多种,比如,以液体或者气体燃料作为热源或者以电加热等进行直接加热。
也可以利用液态盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。
(2)热处理的温度值是一个重要的技术参数标准之一。
制定和控制适当的温度值范围是提高热处理质量的重要问题,但是由于在压力容器的设计中因使用不同的金属或者合金材料,必须在适当的时间设计适当的温度值,才能保证金属材料的基本性能得到最大的潜力发挥,才能获得较高的容器质量。
热处理工艺研究论文热处理工艺是在材料加工过程中十分重要的一部分,其主要目的是改变材料的特性和性能。
因此,研究热处理工艺是提高材料性能的重要途径之一。
本文将针对热处理工艺研究领域进行详细的探讨。
一、热处理的定义及意义热处理是指在一定的时间、温度和介质条件下对材料进行加热和冷却处理,以改变其结构和性能的物理和化学过程。
热处理在材料加工中起着至关重要的作用,它能够改变材料的微观结构和晶粒度,从而改变材料的力学性能、物理性质、化学性质等特性。
二、热处理方法的分类热处理方法根据处理过程中材料所处的状态和温度来划分,主要分为:退火、正火、淬火、回火、表面硬化等。
退火是将材料升温到一定温度后,再缓慢冷却至大气温度,目的是提高材料的韧性和塑性,降低硬度。
正火是将材料升温到一定温度后,快速冷却,并在高温下保温一定时间,使材料内部组织发生相应的改变,从而提高材料的强度和硬度。
淬火是将材料迅速冷却到某一温度以下,使组织发生强化,从而获得高强度、高硬度的材料。
回火是通过加热淬火后的材料到一定温度,然后让材料在这一温度下保温一定时间,从而使材料中的位错和组织成分重新排列,从而改变材料的性能。
表面硬化是将材料的表面加热并冷却,以获得一层高硬度的表面。
不同的热处理方法能够对材料的性能起到不同的影响,因此不同的材料和应用场景需要采用不同的热处理方法。
三、热处理工艺研究领域1. 材料热处理工艺的理论研究材料热处理工艺的理论研究是热处理领域的基础工作,它涉及材料热力学、相变动力学、材料物理性能的理论研究等,对于深入理解材料热处理过程中的结构演变规律和力学性质变化有着重要的意义。
目前,国内外学者在这一领域进行了大量的理论研究,主要针对单相和复相系统的相变动力学、相变形核与生长、界面迁移速度等进行了深入探讨,并且提出了一系列可行的模型和理论。
2. 材料的表征和分析材料热处理之后,其组织和性能会发生一定的变化,因此需要对其进行表征和分析,以评估其性能变化。
专业机械厂通用热处理车间设计摘要:任何新技术,新工艺都有其特殊性,有其特殊性,有其优缺点,可能只适用于某些特定的零件,并不断发展、深入、完善。
采用新技术,新工艺必须建立在调查研究和生产实验的基础上,并且它与适应设备的发展密切相关,因此,也必须建立一个完善的通用热处理车间设备系统。
如真空热处理、离子轰击热处理、流台床热处理所适应的热处理工艺方法和零件品种不断增加,工艺逐渐深入。
通用热处理已可实现淬火油冷、水冷、气冷、回火、退火、并已用于真空渗碳、真空碳氮共渗等热处理技术。
关键词:通用热处理;热处理工艺;热处理技术Pick to: any new technology, new technology has its particularity, has its particularity, has its advantages and disadvantages, may apply only to certain parts, and continuous development, in-depth and perfect. Adopting new technologies, new processes must be established on the basis of experimental research and production, and it is closely related to adapt to the development of equipment, therefore, must also establish a perfect general heat treatment workshop equipment system. Such as vacuum heat treatment, ion bombardment, flow bed heat treatment, the heat treatment of parts heat treatment process and the increasing varieties and technology gradually in-depth. General heat treatment can reach quenching oil cooling, water cooling, air cooled, tempering, annealing, and has been used for vacuum carburizing and carbonitriding vacuum heat treatment technology, etc.Key words: general heat treatment; Heat treatment process; Heat treatment technology1通用热处理工艺通用热处理零件的常规热处理工艺,包括毛坯的预备热处理和零件的最终热处理,如退火、正火、去应力退火、调质(淬火及高温回火)、时效及固溶处理等。
从提高热处理质量考虑,如不许在加热过程中发生氧化、脱碳,应采用保护气氛下加热。
2通用热处理工艺路线产品零件从毛坯生产到完成成品,生产路线是确定热处理车间任务的基础,具体如下:(1)铸铁,铸钢,有色金属一般铸件的预备热处理与铸造之后进行,包括正火、扩散退火、等温退火、球化退火、可锻化退火、再结晶退火、消除应力退火、人工时效(稳化处理)等。
(2)硬度要求在285HB(30HRC)以下的一般铸件,可在机械加工前热处理到要求硬度,包括正火、调质(淬火及高温回火)。
加工余量大的锻件,为保证其热处理效果,应在粗加工后进行热处理。
(3)表面硬化,化学热处理零件,硬度要求大于285HB(30HRC)的零件,应在机械加工后进行。
一些精度要求高的零件,可使用特殊加工刀具的零件,也可在加工前进行热处理[1]。
(4)局部化学热处理零件,生产批量大时,非处理部分应镀层保护,批量小时可采用机械保护,防渗涂层以及车去渗层等方法。
(5)绕制弹簧、冷镦、冷挤成形零件、应进行去应力退火、再结晶退火、正火等工序。
(6)形变热处理可简化工艺路线,减少工序,节约能源。
有些铸、锻件,特别是锻件,可充分利用锻造余热进行淬火、调质等处理,使锻造加工与热处理结合起来。
3通用热处理工艺步骤与工艺方法的选择3.1热处理工艺步骤1.调质:获得均匀细密的回火索氏体组织,细密的索氏体金相组织有零件加工后获得光洁的表面。
同时,也使主轴具有良好的综合力学性能,经淬火后高温回火,其硬度可达220一250 HBS[2]。
2.去应力时效:消除工件内部的残余内应力,尽可能减少工件的变形,为后续工序渗氮奠定基础。
3.低温时效:尽量减少精机械加工后所导致的残余内应力,稳定工件尺寸。
4.气体渗氮:工件的变形小,表面有更高的硬度和耐磨性,疲劳强度高,同时又有高的抗腐蚀性和热硬性。
3.2工艺方法的选择(1)化学热处理化学热处理包括奥氏体状态下渗碳、碳氮共渗,铁素体状态下的渗氮和氮碳共渗,以及渗硼、渗硅、渗铝及各种渗金属和多元共渗工艺。
化学热处理可以在气态、固态或液态介质中完成,确定化学热处理的工艺选用[3]。
有化学热处理后需要淬火的,应根据可能尽量采取渗后直接淬火工艺。
(2)调质热处理调质热处理技术的发展主要有以下几个方面。
①炉型。
由于振底炉长期使用中存在振底板变形零件在炉内布料、加热不均淬火质量散差大同时振动噪声大、环境差,振底炉已逐渐退出生产线,网带炉、铸链炉得到普遍应用。
②碳势控制技术的应用。
碳势控制技术在保护气氛调质生产线得到普遍应用。
有效的控制炉内碳势控制精度,保证了零件淬火后的表面质量。
③计算机技术的应用。
通过应用计算机能够按照工艺设定自动完成工件的生产全过程记录、保存工件生产中的各种工艺参数具有完善的故障诊断、安全警示及连锁功能。
④快速淬火油和水基淬火介质的应用[4]。
快速淬火油的应用保证了高强度螺栓件的热处理内在质量。
水基淬火介质的应用解决了零件淬油不硬、淬水开裂及零件淬火变形的质量问题。
(3)感应加热淬火感应加热可使用高频、中频、工频、超音频,以及双频及脉冲加热工艺,根据零件钢种、尺寸特点、要求硬化层深度、零件批量等确定工艺。
感应加热淬火后可根据可能采用自然回火[5]。
感应热处理技术的应用感应热处理具有以下特点。
①根据产品性能要求只对零件表面或局部加热实施表面或局部强化,因此是一种节能热处理。
②感应加热时间短、速度快有利于淬火组织的细化,获得耐磨性抗扭转弯曲疲劳性能俱佳的强化效果。
③感应淬火装置可以方便地安装在流水生产线上便于生产管理,减少了物流成本。
④感应淬火生产节拍快效率高能够实现完全自动化。
感应淬火机床正朝柔性化、自动化、智能化控制的方向发展。
具有零件识别、能量控制、工艺参数显示及故障诊断、显示、报警的感应淬火装置在生产中逐步得到应用。
(4)火焰表面淬火火焰表面淬火技术的发展,如采用先进温度检测技术与自动化控制与操作,淬火质量可保证。
在单件小批量生产中部分采用火焰淬火工艺,生产灵活实用。
(5)高密度能量表面处理高密度能量表面处理包括激光表面处理,电子束表面处理和物理及化学气相沉积。
一般适用某些特定的零件,选用这种工艺必须先进行工艺实验,试生产使用,用从热处理质量和经济效益考虑[6]。
(6)特种工艺方法总的来说,一方面是自动优选工艺、提高产品质量;另一方面是充分保证稳定的优化工艺条件,获得分散度很小的均一的产品质量。
这就是美国热处理2020 年远景设想中的形象目标:热处理畸变为零和质量分散度为零的主要出发点。
当前热处理生产的质量控制除了依靠生产过程的自动化(消除影响质量的人为因素) 、工艺参数的严格在线控制和工艺效果的计算机模拟来实现,还力求实现过程控制的自适应化和智能化。
这就是质量控制技术发展的主要方向[7]。
由于计算机技术的迅速发展,在最近几十年中,难以与大型计算已被克服。
通过模拟和衡量社会财产安全,成本,并在规定期间内经热处理后,它并不难,优化热处理工艺。
4生产机械化与自动化装置热处理设备的机械化与自动化,车间之间及车间内工序之间的机械化运输装置及控制,根据零件的产量和生产过程的具体需要,合理选用与布置,以改善劳动条件,提高生产率。
a.辊道辊道可运输和贮存部分零件,将不同工序联系起来,有着不同形式布置,如直线型、U型、L型、环型等。
如用辊道将清理、矫直、检查等工序联系起来以辊道连接渗碳生产线,以便输送。
b. 轨道车根据不同的设备操作和布置选用,如利用倾式轨道和小车为推杆式炉返回底盘和垫板;利用普通轨道车和激动轨道车联系渗碳、淬火、清洗、回火等周期作业炉。
c. 单轨电动葫芦单轨葫芦可将各工序设备联系起来,可布置成一字型、L型、环型。
d. 悬挂运输链用于车间之间或工序之间的运输,连续运行,通过与下降段配合,可实现连续式炉生产线的全过程机械化运输。
e. 平板车用于大件的运输及工件过跨运输。
机械手大量生产热处理作业中,机械手运用广泛如齿轮牙床淬火冷却专船用机械手。
5淬火由全固态晶体管感应加热电源和数控淬火机床组成的高频淬火系统具有很高的柔性,通过程序的编制,在淬火过程中变更程序的指令,能很容易自动调节电源的输出功率、通电和断电时间、喷液开始结束时间、工件加热冷却长度、工件的移动速度、延时加热冷却时间、提前喷液时间,这样对同一工件的不同部位(尺寸、位置)要求不同淬硬层深度的可用同一个感应器,采用一次装夹连续淬火的方式就能很容易达到技术要求.且可使硬化层连续过渡分布。
该技术和热处理工艺结合,可完成盘类、齿轮类、套管类、轴类零件的内孔外表面的高频淬火,可实现连续淬火、同时淬火、同轴分段连续淬火、同轴分段同时淬火和同轴分段同时连续淬火工艺。
该技术特别适用于要求不同的直径段具有不同硬化层深度,且淬硬层连续或不连续的多台阶轴类零件的热处理,满足了多台阶轴类件各直径段的表面淬火硬度及淬硬层深度的特殊要求,且淬硬层在台阶处能呈连续过渡,以减少台阶轴尖角应力和热应力的影响,保证了轴件的强度,解决了汽车制造过程的关键技术问题。
目前使用以气冷为主,因为气冷对热处理零件无任何污染和不良影响(油冷有表面微渗碳问题,对质量有影响),处理后零件表面洁净不需要清洗。
所以,在满足冷却速度的条件下,一般以气冷淬火作为首选,这样可以减少热处理后零件的清洗以及由此产生的污染。
另外,气冷时换热器冷却水流量的大小对于实际冷却有明显影响。
我们在不同炉同样的气压和流量条件下比较表明,冷却水流量大者冷却速度明显加快。
冷却的均匀性十分重要,有一些真空炉喷嘴分布设计考虑不合理,靠炉门一侧未设置喷气嘴,进行小零件处理时不明显,当处理零件尺寸较大时由于阻挡的作用,气流流通不畅,冷却速度有明显差异,导致局部淬火不足、均匀性变差[8]。