熱處理工藝----讓你一看就明白

點擊數(shu)：41562015-11-20 09:28:50　來源: 邯鄲市猴年膨脹螺絲有限公司|車修壁虎|內爆|外爆|套管壁虎|化學錨栓|地腳螺絲|螺母|螺栓

新聞摘要:將固態金屬通過特定的加熱和冷卻方法，使之獲得工程上所需性能的一種工藝過程的總稱,熱處理過程怎么控制？

什么(me)叫熱處理？

將(jiang)固態金屬通過特(te)定的加(jia)熱和冷卻方法，使之獲得工(gong)程上所需性能的一種(zhong)工(gong)藝(yi)過程的總稱(cheng)，它包括加(jia)熱、保溫和冷卻三個階段。下圖為熱處理工藝(yi)示例。

熱處(chu)理共有四把火(huo)：退火(huo)、正火(huo)、淬(cui)火(huo)、回火(huo)。在緊固件生產加工過程中使用到：退火(huo)、淬(cui)火(huo)、回火(huo)。

第一把火

退火：加熱到適當溫(wen)度—保(bao)溫—緩慢冷卻。下圖為退(tui)火工(gong)藝示例。

退火目的(de)：

1）降低硬度(du)，便于切削加(jia)工。

2）消(xiao)除鍛、鑄、焊接件的組織缺陷

3）細化晶粒(li)，改善組織，作為預備(bei)熱處理為最終熱處理作準備(bei)。

4）消除應力，防止(zhi)變形和開(kai)裂(lie)。

緊固件退火工序主(zhu)要在冷鐓前，主(zhu)要的(de)作用是細化晶粒(li)、改善組織(zhi)，消除(chu)應力，防止(zhi)冷鐓開裂。球化退火金相組織(zhi)見下圖。

第二把火(huo)和(he)第三(san)把火(huo)是聯合起來使用的。一般(ban)在緊固件(jian)件(jian)行業中(zhong)通常稱為調質(zhi)(zhi)處(chu)理(li)。調質(zhi)(zhi)處(chu)理(li)即淬火(huo)加回火(huo)的熱處(chu)理(li)工藝，以獲得回火(huo)索氏體組織，其中(zhong)滲碳(tan)體呈顆粒狀均勻分布。以期獲得良好的綜合機械性(xing)能。

淬火：加熱到適當(dang)溫度—保溫—在油淬冷介(jie)質中快(kuai)速冷卻。下(xia)圖為淬火瞬間冷卻階段示意圖。

注(zhu)意：為(wei)了(le)防止淬火(huo)裂紋的產生(sheng)，緊固件不(bu)推(tui)薦使用(yong)水(shui)作為(wei)冷卻介質(zhi)。

淬火的(de)(de)目的(de)(de)：

1）獲得馬(ma)氏體(ti)組(zu)織，提高硬度(du)、強度(du)和耐磨性(xing)；

2）減(jian)少內應(ying)力，避(bi)免變形(xing)和開裂；

3）與隨后的回(hui)火工序結(jie)合，使零件獲得良好的綜合機(ji)械(xie)性能；

淬(cui)火后零件的組織(zhi)（馬(ma)氏體）：

回火：加熱至高于室溫(wen)而低(di)于650℃的(de)某一適(shi)當溫(wen)度—長時(shi)間保溫(wen)—冷卻

目的(de)：增(zeng)加韌性、增(zeng)加尺寸穩定性、減少淬火應力

對(dui)于緊固件產品，我們需要在熱處理工藝(yi)控制那(nei)些(xie)產品性能？

? 　硬度：表面/芯(xin)部

? 　強(qiang)度: 抗拉強(qiang)度/保證載荷

? 　顯微結構

? 　脫(tuo)碳(tan)、滲碳(tan)

那么問題來了：

1、熱處理過程(cheng)怎么控制(zhi)？

1、1材料/零件：成份、晶粒度、淬透性

1、2裝料：數量/重量/布局

1、3溫度設定(ding)：每個區循(xun)環

1、4周(zhou)期時間：加熱/保溫/淬火

1、5氣氛(fen)：碳勢/氣體流量(liang)

1、6淬(cui)火/回火延時時間

1、7淬火介質溫(wen)度/特性(xing)

2、熱處理設備(bei)

2、1氣氛流量控(kong)制：流量計，碳(tan)勢控(kong)制：氧(yang)探頭

2、2溫(wen)度控制(zhi)：熱電偶

2、3儀表：面板控制，多(duo)點控監(jian)測，電腦控制系統。

3、淬火油分析：冷(leng)卻曲線、粘度、含水量(liang)、閃點、懸浮固(gu)體、總酸度

緊(jin)固件熱處理(li)時做好四(si)點，高質量順理(li)成章

緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)的(de)熱(re)處理，除了一般的(de)質(zhi)量檢(jian)(jian)查和控制外，還有一些特殊的(de)質(zhi)量檢(jian)(jian)查和控制，掌(zhang)握如下(xia)四(si)個(ge)要(yao)點，以完成高質(zhi)量緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)熱(re)處理。

1.脫碳與滲碳

在大批量熱處理生產過程中，金相法(fa)也好，顯(xian)微硬度(du)法(fa)也好，只能是定時抽檢(jian)。因為(wei)其(qi)檢(jian)查(cha)時間長，成(cheng)本高。

為(wei)了(le)及(ji)時判(pan)斷(duan)爐子的(de)(de)控碳(tan)情(qing)況，可(ke)以用火花(hua)檢測和(he)洛氏硬度檢測對脫碳(tan)和(he)滲碳(tan)作(zuo)(zuo)初(chu)步的(de)(de)判(pan)斷(duan)。火花(hua)檢測是(shi)把(ba)淬過火的(de)(de)零件(jian)，在砂(sha)輪機(ji)上由表(biao)及(ji)里(li)輕輕磨火花(hua)判(pan)別(bie)表(biao)層(ceng)和(he)心部的(de)(de)碳(tan)量是(shi)否(fou)一致。當然這要(yao)求操作(zuo)(zuo)者要(yao)有熟練的(de)(de)技巧和(he)火花(hua)鑒(jian)別(bie)能力(li)。

洛氏硬(ying)度(du)檢測(ce)(ce)是(shi)在六角(jiao)螺栓的(de)(de)(de)一個側面(mian)上進(jin)行。先把(ba)淬過火的(de)(de)(de)零(ling)件的(de)(de)(de)一個六角(jiao)平(ping)面(mian)用砂(sha)(sha)紙輕(qing)輕(qing)磨光，測(ce)(ce)第一次(ci)(ci)(ci)洛氏硬(ying)度(du)。然后(hou)再(zai)把(ba)這個面(mian)在砂(sha)(sha)輪機上磨去0.5mm左(zuo)右，再(zai)測(ce)(ce)一次(ci)(ci)(ci)洛氏硬(ying)度(du)。如果兩(liang)次(ci)(ci)(ci)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)值(zhi)基本(ben)相(xiang)同，說明(ming)既不脫碳(tan)(tan)、也不滲碳(tan)(tan)。前次(ci)(ci)(ci)硬(ying)度(du)低(di)于后(hou)次(ci)(ci)(ci)硬(ying)度(du)時，說明(ming)表(biao)面(mian)脫碳(tan)(tan)。前次(ci)(ci)(ci)硬(ying)度(du)高于后(hou)次(ci)(ci)(ci)時，說明(ming)表(biao)面(mian)滲碳(tan)(tan)。在一般(ban)情(qing)況下，兩(liang)次(ci)(ci)(ci)硬(ying)度(du)差在5HRC以內時，用金相(xiang)法或顯微硬(ying)度(du)法檢查時，零(ling)件的(de)(de)(de)脫碳(tan)(tan)或滲碳(tan)(tan)基本(ben)在合格范圍內。

2.硬度與(yu)強度

在螺紋緊固件(jian)檢測中(zhong)，不(bu)能簡單的(de)根據(ju)硬度值，查有(you)關(guan)手冊，折合成強(qiang)度值。這中(zhong)間(jian)有(you)一個淬透(tou)性因素的(de)影響(xiang)。因為(wei)國(guo)家標準(zhun)GB3098.1和國(guo)家標準(zhun)GB3098.3中(zhong)規定仲(zhong)裁硬度是(shi)(shi)在零件(jian)橫(heng)截面的(de)1/2半徑(jing)處(chu)測量。拉力試樣也是(shi)(shi)從1/2半徑(jing)處(chu)截取。因為(wei)不(bu)排除零件(jian)的(de)中(zhong)心部(bu)分(fen)有(you)低(di)硬度、低(di)強(qiang)度部(bu)分(fen)存在。

一(yi)般情況下(xia)，材料的(de)(de)淬透性好，螺桿(gan)部橫截面(mian)上硬度(du)能均勻分(fen)布(bu)。只要(yao)(yao)硬度(du)合(he)格，強(qiang)度(du)和保證(zheng)應力(li)也能達到要(yao)(yao)求。但是當材料的(de)(de)淬透性差時，雖然(ran)按規定的(de)(de)部位檢查，硬度(du)是合(he)格的(de)(de)，但強(qiang)度(du)和保證(zheng)應力(li)往往達不到要(yao)(yao)求。尤(you)其是表面(mian)硬度(du)趨(qu)于(yu)下(xia)限時。

為了把強(qiang)度和保證(zheng)應(ying)力控制在(zai)合(he)格范圍內，往往提高(gao)硬(ying)度的(de)下限(xian)值。如8.8級的(de)硬(ying)度控制范圍：對M16以(yi)(yi)下的(de)規(gui)格為26~31HRC，M16含(han)以(yi)(yi)上的(de)規(gui)格為28~34HRC為宜(yi)；10.9級控制在(zai)36~39HRC為宜(yi)。10.9級以(yi)(yi)上則又(you)另當別論。

3.再回(hui)火(huo)試驗

8.8~12.9級的(de)螺栓、螺釘(ding)和螺柱(zhu)，應根據實際(ji)生產中的(de)最低(di)回火溫度低(di)10℃保溫30min的(de)再(zai)回火試(shi)驗。在同一試(shi)樣上(shang)，試(shi)驗前后三(san)點硬(ying)度平均值之(zhi)差不得超過20HV。

再回(hui)火試驗可(ke)以檢(jian)查因淬火硬度不足，用(yong)過低的(de)溫度回(hui)火來(lai)勉強到達規定的(de)硬度范圍(wei)的(de)不正確操作，保證零件的(de)綜合力(li)學性能。特別是低碳馬氏體鋼(gang)制造的(de)螺紋(wen)緊(jin)固件，采用(yong)低溫回(hui)火，盡管其它力(li)學性能可(ke)以達到要(yao)求，但測量(liang)(liang)保證應(ying)力(li)時(shi)，殘余(yu)伸(shen)長量(liang)(liang)波(bo)動很大(da)，遠(yuan)遠(yuan)大(da)于12.5um。而且在某些使用(yong)條件下會發生突(tu)然的(de)斷裂(lie)(lie)現象。在一些汽車及建(jian)筑用(yong)螺栓中(zhong)，已(yi)出現過突(tu)然斷裂(lie)(lie)的(de)現象。當(dang)(dang)采用(yong)最低回(hui)火溫度回(hui)火后，可(ke)降低上述現象。但是用(yong)低碳馬氏體鋼(gang)制造10.9級螺栓時(shi)，應(ying)當(dang)(dang)特別慎重。

4.氫脆的檢查

氫脆(cui)的(de)敏感性隨緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)的(de)強(qiang)度增加而增加。對于(yu)10.9級及以上的(de)外螺紋緊(jin)(jin)固(gu)件(jian)或表(biao)面(mian)淬硬(ying)(ying)的(de)自攻螺釘(ding)以及帶有淬硬(ying)(ying)鋼制墊圈的(de)組合螺釘(ding)等電鍍后(hou)應進(jin)行除氫處理(li)。

除氫(qing)處理一(yi)般(ban)是在烘箱或(huo)回火爐(lu)中(zhong)，在190~230℃下保溫(wen)4h以上(shang)，使氫(qing)擴散(san)出來。

螺紋(wen)緊固件(jian)(jian)可用(yong)旋(xuan)緊的辦法(fa)(fa)，在專(zhuan)用(yong)夾具上(shang)，旋(xuan)到使螺桿承受相當(dang)保(bao)證應力(li)的拉力(li)下(xia)，保(bao)持48h，松(song)開后(hou)螺紋(wen)緊固件(jian)(jian)不產生斷裂。這種(zhong)方法(fa)(fa)就作為氫脆(cui)的檢查方法(fa)(fa)。

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