熱處理的工藝(熱處理的工藝位置一般安排在預(yù)先熱處理在機(jī)加工)
熱處理的工藝位置一般安排在預(yù)先熱處理在機(jī)加工
退火:將鋼加熱到一定溫度并保溫一段時間,然后使它慢慢冷卻,稱為退火。鋼的退火是將鋼加熱到發(fā)生相變或部分相變的溫度,經(jīng)過保溫后緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的,是為了消除組織缺陷,改善組織使成分均勻化以及細(xì)化晶粒,提高鋼的力學(xué)性能,減少殘余應(yīng)力;同時可降低硬度,提高塑性和韌性,改善切削加工性能。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內(nèi)應(yīng)力,又為后續(xù)工序作好準(zhǔn)備,故退火是屬于半成品熱處理,又稱預(yù)先熱處理。 正火:正火是將鋼加熱到臨界溫度以上,使鋼全部轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻膴W氏體,然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體,對于亞共析鋼正火可細(xì)化晶格,提高綜合力學(xué)性能,對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經(jīng)濟(jì)的。
熱處理工序位置確定的一般規(guī)則是什么
退火溫度(Annealing Temperature) 是指引物和模板結(jié)合時候的溫度參數(shù),當(dāng)50%的引物和互補(bǔ)序列表現(xiàn)為雙鏈DNA分子時的溫度。它是影響PCR特異性的較重要因素。在理想狀態(tài)下,退火溫度足夠低,以保證引物同目的序列有效退火, 同時還要足夠高,以減少非特異性結(jié)合。
中文名
退火溫度
外文名
Annealing Temperature
解釋
引物和模板結(jié)合時候的溫度參數(shù)
特點(diǎn)
一般設(shè)定比引物的Tm低5℃
學(xué)科
冶金
最終熱處理的工序位置一般均安排在什么之后
預(yù)備熱處理是熱處理技術(shù)的重要組成部分,其主要目的一是為最終熱處理提供理想的原始組織,保證零件最終熱處理后的各項(xiàng)性能指標(biāo),二是為機(jī)械加工提供合適的硬度,保證零件的加工精度。
一般預(yù)備熱處理工藝為:
1、調(diào)質(zhì)處理:一般后面要進(jìn)行高頻淬火、氮化處理等表面淬火處理,其預(yù)備熱處理的目的是為了使工件表面淬火前得到強(qiáng)韌性結(jié)合優(yōu)良的心部性能,降低使用過程中的心部疲勞開裂。
2、正火處理:一般后面進(jìn)行的是化學(xué)熱處理(滲碳+淬火)或者調(diào)質(zhì)熱處理,其預(yù)備熱處理的目的就是細(xì)化晶粒、消除機(jī)加應(yīng)
力、均勻不平衡組織等,為后面的最終熱處理奠定良好的組織基礎(chǔ)。
3、退火處理:一般后面最終熱處理一般都是調(diào)質(zhì)處理,其作為預(yù)備熱處理的目的就是為了消
除應(yīng)力以及降低表面硬度。
熱處理工序在加工工藝路線中位置如何安排
順序一般是正火,退火,淬火,回火,正火退火屬于預(yù)先(預(yù)備)熱處理,淬火回火屬于朂終熱處理,也稱調(diào)質(zhì)處理。特殊例子有正火也可作為朂終熱處理的
正火是,加熱到臨界溫度以上完全奧氏體化后(亞共析鋼就是Ac3過共析鋼就是Accm),保溫一段時間,空冷,目的是得到珠光體組織退火是,將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼加熱到適當(dāng)溫度,保溫一段時間,適當(dāng)方式冷卻,目的是得到平衡組織。它的定義就是這么模糊,因?yàn)樗ǖ姆秶艽?,正火可看作退火的一種,按照加熱溫度,
退火可分為:完全退火(完全奧氏體化),不完全退火(比較經(jīng)濟(jì)適合工業(yè)生產(chǎn),球化退火是一種不完全退火),再結(jié)晶退火(再結(jié)晶溫度以上),去應(yīng)力退火(回復(fù)溫度以上,再結(jié)晶退火也是一種去應(yīng)力退火,具體看題),等溫退火(加熱至Ac1或Ac3以上,保溫,快冷至Ac1以下,等溫轉(zhuǎn)變,特點(diǎn)是多了快冷的過程節(jié)約時間)擴(kuò)散退火(加熱到Ac3以上,長時保溫,爐冷,目的是消除偏析,典型題是消除S偏析,但是不能消除P偏析因其原子擴(kuò)散速度小難以熱處理消除,消除網(wǎng)狀二次滲碳體等等)
淬火是,加熱到臨界溫度以上完全奧化,保溫一定時間,以大于臨界冷速速冷(水淬或油淬,油淬變形小不易淬裂),目的是得到馬氏體。
回火一般緊跟淬火,將淬火鋼加熱到Ac1以下適當(dāng)溫度,保溫,適當(dāng)速度冷卻(油冷或水冷)目的是提高塑性韌性。不可避免的回火會導(dǎo)致強(qiáng)度硬度下降,但是只要符合需求就行,強(qiáng)硬度和塑韌性通常來說升降相反,它的目的就是調(diào)整四屬性使它們符合需求,調(diào)整質(zhì)量所以叫調(diào)質(zhì)處理嘛。
熱處理工序的安排
鋼的熱處理由加熱、保溫、冷卻三個階段組成,有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多,最早是采用木炭和煤作為熱源,進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。
1、金屬加熱時,工件暴露在空氣中,常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。
2、加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一,選擇和控制加熱溫度 ,是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得高溫組織。
另外轉(zhuǎn)變需要一定的時間,因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時,還須在此溫度保持一定時間,使內(nèi)外溫度一致,使顯微組織轉(zhuǎn)變完全,這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時,加熱速度極快,一般就沒有保溫時間,而化學(xué)熱處理的保溫時間往往較長。
3、冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同,主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢,正火的冷卻速度較快,淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求,例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。
熱處理工序的安排主要考慮哪些方面的問題
(1) 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型 (2) 分析零件加工的工藝性 (3) 選擇毛坯的種類和制造方法 (4) 擬訂工藝過程 (5)工序設(shè)計(jì) (6)編制工藝文件。 擬定工藝路線時主要解決的問題有: 選定各加工表面的加工方法; 劃分加工階段; 合理安排各工序的先后順序; 確定工序的集中和分散程度。 1) 所選加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度范圍要與加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相適應(yīng)。 2) 所選加工方法能確保加工面的幾何尺寸精度、形狀精度和表面相互位置精度的要求。 3) 所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應(yīng)。 4)所選加工方法應(yīng)與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及工作情況相適應(yīng)。 5) 加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng), 6) 所選加工方法要與企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備條件和工人技術(shù)水平相適應(yīng)。 熱處理工序安排 熱處理的目的在于改變工件材料的性能和消除內(nèi)應(yīng)力。熱處理的目的不同,熱處理工序的內(nèi)容及其在工藝過程中所安排的位置也不一樣。 1) 預(yù)備熱處理:機(jī)加工前 2) 改善機(jī)械性能熱處理:精加工前 3)時效處理:粗加工前后 4) 表面處理 :最后 檢查、檢驗(yàn)工序: ①零件加工完畢之后; ?、趶囊粋€車間轉(zhuǎn)到另一個車間的前后; ?、酃r較長或重要的關(guān)鍵工序的前后。 去毛刺:切削加工之后 平衡:工藝過程的最后階段 清洗工序:進(jìn)入裝配之前 淬火就是從高溫加熱奧氏體化然后快速冷卻,組織轉(zhuǎn)變成馬氏體的過程。 調(diào)質(zhì)就是轉(zhuǎn)變成馬氏體以后,再加熱到一定溫度,讓它轉(zhuǎn)變成回火索氏體的過程,由于回火溫度不同,性能可以在一定范圍調(diào)整。 一般調(diào)質(zhì)都是指高溫回火。
熱處理工序一般安排在什么進(jìn)行
熱處理過程分為加熱,保溫,冷卻三個階段,不同的熱處理工藝對應(yīng)的溫度不同。
第一階段和第三階段需要控制的是速度,這兩個階段沒有溫度規(guī)定的。熱處理的工藝位置一般安排在預(yù)先熱處理在機(jī)加工什么
1、預(yù)先熱處理:
T12鋼比較硬,加工不動,故進(jìn)行球化退火處理,冷卻方法:爐冷至600度空冷,降低硬度,組織:球狀碳化物+球狀珠光體。性能特點(diǎn):硬度低,便于機(jī)械加工。
2、最終熱處理
淬火+低溫回火。淬火冷卻方法:鹽水冷卻,回火冷卻方法:空冷。
組織:淬火組織:馬氏體+碳化物+殘余奧氏體,回火組織:回火馬氏體+碳化物
性能特點(diǎn):淬火組織:脆性大內(nèi)應(yīng)力大,容易變形開裂?;鼗鸾M織:內(nèi)應(yīng)力減小、組織穩(wěn)定,硬度高,耐磨性好。
安排在機(jī)械加工前的熱處理工序有
將金屬在固態(tài)范圍內(nèi)通過一定方式的加熱、保溫和冷卻處理程序,使金屬的性能和顯微組織獲得改善或改變,這種工藝方法稱為熱處理。根據(jù)熱處理的目的不同,有不同的熱處理方法,主要可分為下述幾種:
(1)退火(代號Th):在退火熱處理爐內(nèi),將金屬按一定的升溫速度加熱到臨界溫度以上300~500℃左右,其顯微組織將發(fā)生相變或部分相變,例如鋼被加熱到此溫度時,珠光體將轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。
然后保溫一段時間,再緩慢冷卻(一般為隨爐冷卻)至室溫出爐,這整個過程稱為退火處理。
退火的目的是清除熱加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,使金屬的顯微組織均勻化(得到近似平衡的組織),改善機(jī)械性能(例如降低硬度,提高塑性、韌性和強(qiáng)度等),改善切削加工性能等等。
視退火處理工藝的不同,可分為普通退火、雙重退火、擴(kuò)散退火、等溫退火、球化退火、再結(jié)晶退火、光亮退火、完全退火、不完全退火等多種退火工藝方式。
(2)正火(代號Z):在熱處理爐內(nèi),將金屬按一定的升溫速度加熱到臨界溫度以上200~600℃左右,使顯微組織全部變成均勻的奧氏體(例如鋼在此溫度時,鐵素體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體,或者二次滲碳體完全溶解于奧氏體),保溫一段時間,然后置于空氣中自然冷卻(包括吹風(fēng)冷卻和堆放自然冷卻,或者單件在無風(fēng)空氣中自然冷卻等多種方法),這整個過程稱為正火處理。正火是退火的一種特殊形式,由于其冷卻速度比退火快,能得到較細(xì)的晶粒和均勻的組織,使金屬的強(qiáng)度和硬度有所提高,具有較好的綜合機(jī)械性能。
(3)淬火(代號C):在熱處理爐內(nèi),將金屬按一定的升溫速度加熱到臨界溫度以上300~500℃左右,使顯微組織全部轉(zhuǎn)變成均勻的奧氏體,保溫一段時間,然后快速冷卻(冷卻介質(zhì)包括水、油、鹽水、堿水等等),獲得馬氏體組織,可顯著提高金屬的強(qiáng)度、硬度和耐磨性等等。
淬火時的快速冷卻導(dǎo)致的急劇組織轉(zhuǎn)變會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,并使脆性增大,因此必須隨后及時進(jìn)行回火處理或時效處理,以獲得高強(qiáng)度與高韌性相配合的性能,一般較少僅僅采用淬火處理的工藝。
視淬火處理的對象和目的不同,淬火處理可分為普通淬火、完全淬火、不完全淬火、等溫淬火、分級淬火、光亮淬火、高頻淬火等多種淬火工藝方式。
(4)表面淬火:這是淬火處理中的一種特殊方式,它是利用例如火焰加熱法、高頻感應(yīng)加熱法、工頻感應(yīng)加熱法、電接觸加熱法、電解液加熱法等多種加熱方式,使金屬的表面快速加熱到臨界溫度以上,在熱量還未來得及傳入金屬內(nèi)部之前就迅速加以冷卻(即淬火處理),這樣可以達(dá)到將金屬表面淬硬到一定深度(形成有一定深度的淬硬層),而金屬內(nèi)部仍保持原組織,滿足外硬內(nèi)韌的使用需要。
表面淬火的加熱速度快、溫度高,金屬內(nèi)外溫差大,加上冷卻速度快,因此內(nèi)應(yīng)力很大,容易產(chǎn)生裂紋,這是必須注意的。
(5)回火(代號H):將已淬火的金屬重新加熱到臨界溫度以下的某一溫度(視此溫度的不同而有高溫回火、中溫回火和低溫回火之分),保溫一段時間,然后在空氣中或油中冷卻,這整個過程稱為回火處理。
回火處理的目的是降低淬火處理引起的脆性和消除內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定金屬零件的幾何尺寸和獲得所需要的機(jī)械性能。
金屬材料淬火后如果不及時回火,則往往容易造成工件開裂(硬度很高然而脆性很大)和變形較大。
但是,如果回火溫度選擇不當(dāng),在某些溫度區(qū)域回火時會發(fā)生回火脆性(回火處理后韌性反而下降),這是必須注意的。
在實(shí)際應(yīng)用中,常把淬火+高溫回火統(tǒng)稱為調(diào)質(zhì)處理(代號T)。
(6)化學(xué)熱處理:把金屬放入化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行加熱時,某些化學(xué)元素的原子將借助高溫發(fā)生原子擴(kuò)散,滲入到金屬表面層,改變了金屬表面層的化學(xué)成分,使金屬表面層具備特定的組織和性能,這種方法稱為化學(xué)熱處理?;瘜W(xué)熱處理的方法主要有: 滲碳-向金屬表面層滲入碳原子,用以提高金屬表面層的含碳量,從而提高金屬表面層的硬度和耐磨性,常用的滲碳介質(zhì)是木炭。 滲氮(氮化)-利用氨氣在加熱時分解出來的活性氮原子滲入金屬表面層,可提高金屬表面層的耐磨性。 碳氮共滲(氰化)-把滲碳與滲氮結(jié)合起來,將活性碳原子與氮原子同時滲入金屬表面層來提高金屬表面層的硬度和耐磨性。 化學(xué)熱處理的主要目的是提高金屬表面的硬度、耐磨性、耐蝕性、耐熱性以及抗疲勞性等,除了上述常見的三種化學(xué)熱處理方法外,還有滲硅、滲硼、滲鋁、滲鉻等,以適應(yīng)不同的目的用途。 (7)時效:金屬或合金經(jīng)過淬火處理或加工,特別是經(jīng)過一定程度的冷、熱加工變形后,其性能會隨時間而改變,這種現(xiàn)象稱為時效現(xiàn)象,經(jīng)過時效后的金屬或合金其強(qiáng)度和硬度能有所增加,塑性、韌性和內(nèi)應(yīng)力有所降低,顯微組織更加穩(wěn)定。 在熱處理工藝方法中的時效處理,是指把金屬或合金有意識地在室溫或者較高溫度下存放一定時間,以達(dá)到改善性能、穩(wěn)定顯微組織目的的工藝過程。 將淬火或者淬火+回火后的金屬在時效處理爐中加熱到室溫以上(一般為100~200℃左右),保溫一段時間,然后取出自然冷卻,這種方法稱為人工時效(若為淬火+人工時效,代號為CS)。如果在淬火后利用室溫或自然環(huán)境溫度達(dá)到時效效果時,則稱為自然時效(代號CZ)。 時效處理多用于有色金屬,例如鋁合金、鎂合金、鈦合金等,也有用于鋼,以達(dá)到穩(wěn)定顯微組織和幾何尺寸,增強(qiáng)機(jī)械性能(強(qiáng)化)的效果。 與時效處理相類似的還有: 固溶強(qiáng)化處理:把金屬加熱到適當(dāng)溫度,充分保溫,使金屬中的某些組元溶解到固溶體內(nèi)形成均勻的固溶體,然后急速冷卻,得到過飽和固溶體,可以改善金屬的塑性和韌性,然后再作沉淀硬化(強(qiáng)化)處理,提高其強(qiáng)度。 沉淀硬化(強(qiáng)化)處理:把經(jīng)過固溶處理或者又經(jīng)過冷加工變形的金屬加熱到一定溫度,保溫一段時間,則從飽和固溶體中析出另一相,達(dá)到硬化的目的。 其他還有低溫處理(冷處理)、鹽浴處理等等。
熱處理工序往往安排在加工階段之間進(jìn)行
①先粗后精:即先安排粗加工,其次為半精加工,最后安排精加工和光整加工。
②先基面后其他:即在各加工階段,總是先把基面加工出來,為其他表面的加工準(zhǔn)備 好定位基準(zhǔn),然后再加工其他表面。
③先主后次:即在加工(除基面以外的)其他表面時,先加工零件上質(zhì)量要求高的工 作表面(動模芯、型腔)和有配合要求的表面,后加工非工作表面和無配合要求的表面。要 注意在模具、夾具中有些零件上的某些表面必須在裝配過程中或裝配組合后才能進(jìn)行精 加工。
④先平面后孔:一般零件上的平面輪廓尺寸都比較大,用做定位基準(zhǔn)比較穩(wěn)定可靠, 因此擬訂工藝過程時常選平面定位,并先予以加工,后加工模具分型面、臺階。
⑤一般模架先加工好,分別攻好模板、動模芯、定模芯的螺紋孔。
⑥先把動模芯、定模芯(型腔)幾何形狀、尺寸加工好再加工頂桿孔(有斜孔時先加 工斜孔)、冷卻水孔(特殊的可先加工冷卻水孔)。
⑦熱處理工序在工藝路線中的安排順序,主要取決于零件的材料和熱處理的目的要求。
常用的熱處理工藝與工藝安排
1.退火處理 退火處理的定義:將金屬零件加熱到一定的高溫,保持一段時間然后讓其自然冷卻的一種金屬熱處理工藝其主要作用:降低零件的硬度、改善切削加工性能。減小零件殘余應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸、減少變形與裂紋概率細(xì)化晶粒,調(diào)整組織,減小材料組織缺陷均勻材料組織和成分,改善材料性能或?yàn)楹罄m(xù)熱處理工藝做組織準(zhǔn)備。
2.正火處理 正火處理的定義:機(jī)械加工時將金屬零件加熱到一定的高溫,保持一段時間然后讓其在空氣中利用噴水、噴霧、吹風(fēng)等方式進(jìn)行冷卻其與退火處理不同的是,其冷卻速度要快一些,所以得到的材料組織要更細(xì),機(jī)械性能也有所提高。其主要作用:去除材料的內(nèi)應(yīng)力;降低材料的硬度、提高塑性。
3.淬火處理 淬火處理的定義:將金屬零件加熱到臨界溫度Ac3或者Ac1以上溫度,保持一段時間,使之全部或者部分奧氏體化,然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。其主要作用:大幅度提高零件的剛性、硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度等;滿足某些特殊鋼材的鐵磁性、耐蝕性等物理、化學(xué)性能。
4.回火處理 回火處理的定義:是指將經(jīng)過淬火硬化或正常化處理后的鋼材再浸置于一低于臨界溫度一段時間后,以一定的速度冷卻下來,以增加材料的韌性的一種熱處理方式。其主要作用:減小工件淬火時產(chǎn)生的殘留應(yīng)力防止變形和開裂;調(diào)整工件的硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性、達(dá)到更好的性能要求;穩(wěn)定組織與尺寸、確保精度;改善和提高加工性能。
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