金属材料常用的热处理方法

时间:2019-5-31 分享到:

既然钢的热处理能够改变金属材料的切削性能,那么我们就需要熟练掌握常用的热处理方法,使钢材同时满足成品应用要求和加工方便要求。金属材料常用的热处理方法

常用的热处理方法有以下几种。

退火

退火:将钢件加热到临界温度以上,在此温度停留一定时间、缓慢冷却的过程。

不同钢号的临界温度不同,一般是710-750℃,也有的达到800℃或900℃。

目的:

1、降低硬度,便于切削加工。

2、细化晶粒、均匀组织,改善钢件毛坯的机械性能,或者为下一步淬火做准备。

3、消除内应力。

正火

正火:将钢件加热到临界温度以上,在此温度停留一定时间后,在空气中冷却的过程。

正火是退火的一种特殊形式,两者加热和保温时间一样,正火冷却速度比退火快,可以缩短生产周期,比较经济。

目的:使低碳和中碳结构钢件及渗碳机件的组织细化,增加强度与韧性,减少内应力,改善切削性能。

淬火

淬火:将钢件加热到临界点以上,保温一段时间,然后在水、盐水或者油中急速冷却的过程。

目的:提高钢件的硬度和强度。

对于工具钢,淬火可以提高硬度以保证刀具切削性能和冲模工具及量具的耐磨性。

对于中碳钢制造的机件,淬火是为回火做结构和性能上的准备,因为高强度和高韧性不能在淬火后同时满足,必须经过回火处理后才能获得。

举例说明:齿轮和曲轴等工件,既要耐磨又要耐受冲击,因此要求零件表面硬度高、中心韧性好,表面淬火可以达到这种要求。

表面淬火是将工件表面迅速加热到淬火温度(这时金属内部温度仍然比较低),随后用水喷到工件表面急速冷却,就能获得表面硬中心韧的工件。

表面加热可以用氧炔焰、高频电流或者中频电流加热。

回火

回火:将淬硬钢件加热到临界点以下温度,保温,在空气中或油中冷却下来的过程。

目的:消除淬火后的脆性和内应力、调整组织、提高钢件塑性和冲击韧性。

回火使工具减少脆性保留硬度。

回火使零件提高韧性,同时不可避免的使硬度降低了。

调质

调质:淬火后高温回火。

目的:使钢件获得很高的韧性和足够的强度,具有良好的综合机械性能。

调质一般是在零件机械加工以后进行,也可以把锻坯或者经过粗加工的光坯调质后再机械加工。

像主轴、丝杆、齿轮等重要零件一般都是经过调质处理的。

时效

时效:为了消除毛坯在制造时产生的内应力,防止或者减少由于内应力引起的变形而采用的处理方法,一般分为自然时效和人工时效两种。

自然时效是将要加工的机件,先在表面粗加工,然后露天停放;或者将机件吊挂几天,使内应力逐渐削弱。

人工时效是将机件在低温回火后、精加工之前,加热到100-160℃保持10-40小时,然后慢慢冷却。

自然时效效果好,但周期长效率低;人工时效效率高,但要花费一定的费用。

化学处理

化学处理:通过改变钢件表层的化学成分,从而改变表层组织和性能的热处理方法。

1、钢的渗碳:碳原子渗入钢件表面的过程。

钢件经过渗碳并淬火后具有较高的表面硬度和耐磨性,中心保持高韧性。

2、钢的渗氮:钢件表面渗入氮原子的过程。

钢件渗氮能提高表层硬度、耐磨性、耐蚀性或疲劳强度。

3、钢的氰化:钢件表面同时渗入碳和氮原子的过程。

经过氰化的钢件表面,硬度和耐磨性都有提高。

发黑处理

发黑处理:将金属零件放在很浓的碱和氧化剂溶液中加热氧化,使金属表面生成一层带有磁性的Fe3O4薄膜的过程。

发黑处理属于氧化处理方法的一种。

目的:使金属表面防锈,增加金属表面美观和光泽,消除淬火过程中的应力作用。

根据不同生产工艺要求,采用以上金属材料常用的热处理方法,使钢材的硬度和韧性达到生产和使用标准。

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