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如何減小金屬熱處理變形

時(shí)間：2013-12-07 20:01:45 來(lái)源：作者：

    金屬材料的熱處理是將固態(tài)金屬或合金，采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫順冷卻，有時(shí)并兼之以化學(xué)作用和機(jī)械作用，使金屬合金內(nèi)部的組織和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而獲得改善材料機(jī)能的工藝。熱處理工藝是使各種金屬材料獲得優(yōu)良機(jī)能的重要手段。良多實(shí)際應(yīng)用中公道選用材料和各種成形工藝并不能知足金屬工件所需要的力學(xué)機(jī)能、物理機(jī)能和化學(xué)機(jī)能，這時(shí)熱處理工藝是必不可少的。
        但是熱處理工藝除了具有積極的作用之外，在處理過(guò)程中也不可避免地會(huì)產(chǎn)生或多或少的變形，而這又是機(jī)械加工中必需避免的，兩者之間是共存而又需要避免的關(guān)系，只能采用相應(yīng)的方法盡量把變形量控制在盡量小的范圍內(nèi)。
          一、溫度是變形的樞紐因素
        產(chǎn)業(yè)上實(shí)際應(yīng)用的熱處理工藝形式非常多，但是它們的基本過(guò)程都是熱作用過(guò)程，都是由加熱、保溫順冷卻三個(gè)階段組成的。整個(gè)工藝過(guò)程都可以用加熱速度、加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻速度以及熱處理周期等幾個(gè)參數(shù)來(lái)描述。在熱處理工藝中，要用到各種加熱爐，金屬熱處理便在這些加熱爐中進(jìn)行（如基本熱處理中的退火、淬火、回火、化學(xué)熱處理的滲碳、滲氨、滲鋁、滲鉻或去氫、去氧等等）。因此，加熱爐內(nèi)的溫度丈量就成為熱處理的重要工藝參數(shù)丈量。每一種熱處理工藝規(guī)范中，溫度是很重要的內(nèi)容。假如溫度丈量不正確，熱處理工藝規(guī)范就得不到準(zhǔn)確的執(zhí)行，以至造成產(chǎn)品質(zhì)量下降甚至報(bào)廢。溫度的丈量與控制是熱處理工藝的樞紐，也是影響變形的樞紐因素。
        （1）工藝溫度降低后工件的高溫強(qiáng)度損失相對(duì)減少，塑性抗力增強(qiáng)。這樣工件的抗應(yīng)力變形、抗淬火變形、抗高溫蠕變的綜合能力增強(qiáng)，變形就會(huì)減少；
        （2）工藝溫度降低后工件加熱、冷卻的溫度區(qū)間減少，由此而引起的各部位溫度不一致性也會(huì)降低，由此而導(dǎo)致的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力也相對(duì)減少，這樣變形就會(huì)減少；
       （3）假如工藝溫降低、且熱處理工藝時(shí)間縮短，則工件的高溫蠕變時(shí)間減少，變形也會(huì)減少。
        減小熱處理變形需要公道的熱處理工藝。例如經(jīng)熱處理后的20CRNI2MOA鋼齒圈齒表面、齒心部硬度及有效硬化層深度均達(dá)到要求。圖1為模數(shù)MN＝12MM的齒圈經(jīng)不同溫度球化退火后的硬度梯度曲線。由圖1可以看出，在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化＋680℃等溫處理的硬度梯度結(jié)果相近，未經(jīng)球化退火的齒輪的硬度較前兩個(gè)低。這是由于球化退火可使淬火后滲層表面殘留奧氏體量減少，從而進(jìn)步了齒表面硬度，因此20CRNI2MOA鋼齒圈滲碳后應(yīng)采用球化退火工藝，同時(shí)為減小熱處理變形，在650℃球化退火效果更好。鋁板點(diǎn)焊機(jī)
        二、變形的其它影響因素及減小措施
        （一）準(zhǔn)備熱處理
        正火硬渡過(guò)高、混晶、大量索氏體或魏氏組織都會(huì)使內(nèi)孔變形增大，所以要用控溫正火或等溫退火來(lái)處理鍛件。金屬的正火、退火以及在進(jìn)行淬火之前的調(diào)質(zhì)，都會(huì)對(duì)金屬終極的變形量產(chǎn)生一定的影響，直接影響到的是金屬組織結(jié)構(gòu)上的變化。實(shí)踐證實(shí)，在正火時(shí)采用等溫淬火可有效地使金屬組織結(jié)構(gòu)趨于平均，從而使其變形量減小。
      （二）運(yùn)用公道的冷卻方法
       金屬淬火后冷卻過(guò)程對(duì)變形的影響也是很重要的一個(gè)變形原因。熱油淬火比冷油淬火變形小，一般控制在100±20℃。油的冷卻能力對(duì)變形也是至關(guān)重要的。淬火的攪拌方式和速度均影響變形。金屬熱處理冷卻速度越快，冷卻越不平均，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，模具的變形也越大。可以在保證模具硬度要求的條件下，盡量采用預(yù)冷；采用分級(jí)冷卻淬火能明顯減少金屬淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，是減少一些外形較復(fù)雜工件變形的有效方法；對(duì)一些特別復(fù)雜或精度要求較高的工件，利用等溫淬火能明顯減少變形。

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