加工中心工廠必備-工件熱處理的方法

2021-01-07 加工中心技術

金屬工件是加工中心加工最常加工的工件。為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能,除合理選用材料和各種成形工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料,鋼鐵顯微組織複雜,可以通過熱處理予以控制,所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外,鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能,以獲得不同的使用性能。

熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分,而是通過改變工件內部的顯微組織,或改變工件表面的化學成分,賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量,而這一般不是肉眼所能看到的。

金屬熱處理的工序有哪些,我們先來看這個下面的這張的導圖:

其實熱處理的作用就是提高材料的機械性能、消除殘餘應力和改善金屬的切削加工性。按照熱處理不同的目的,熱處理工藝可分為兩大類:預備熱處理和最終熱處理。

1.預備熱處理

預備熱處理的目的是改善加工性能、消除內應力和為最終熱處理準備良好的金相組織。其熱處理工藝有退火、正火、時效、調質等。

(1)退火和正火

退火和正火用於經過熱加工的毛坯。含碳量大於0.5%的碳鋼和合金鋼,為降低其硬度易於切削,常採用退火處理;含碳量低於0.5%的碳鋼和合金鋼,為避免其硬度過低切削時粘刀,而採用正火處理。退火和正火尚能細化晶粒、均勻組織,為以後的熱處理作準備。退火和正火常安排在毛坯製造之後、粗加工之前進行。

(2)時效處理

時效處理主要用於消除毛坯製造和機械加工中產生的內應力。

為避免過多運輸工作量,對於一般精度的零件,在精加工前安排一次時效處理即可。但精度要求較高的零件(如座標鏜床的箱體等),應安排兩次或數次時效處理工序。簡單零件一般可不進行時除鑄件外,對於一些剛性較差的精密零件(如精密絲槓),為消除加工中產生的內應力,穩定零件加工精度,常在粗加工、半精加工之間安排多次時效處理。有些軸類零件加工,在校直工序後也要安排時效處理。

(3)調質

調質即是在淬火後進行高溫回火處理,它能獲得均勻細緻的回火索氏體組織,為以後的表面淬火和滲氮處理時減少變形作準備,因此調質也可作為預備熱處理。

由於調質後零件的綜合力學性能較好,對某些硬度和耐磨性要求不高的零件,也可作為最終熱處理工序。

2.最終熱處理

最終熱處理的目的是提高硬度、耐磨性和強度等力學性能。

(1)淬火

淬火有表面淬火和整體淬火。其中表面淬火因為變形、氧化及脫碳較小而應用較廣,而且表面淬火還具有外部強度高、耐磨性好,而內部保持良好的韌性、抗衝擊力強的優點。為提高表面淬火零件的機械性能,常需進行調質或正火等熱處理作為預備熱處理。其一般工藝路線為:下料--鍛造--正火(退火)--粗加工--調質--半精加工--表面淬火--精加工。

(2)滲碳淬火

滲碳淬火適用於低碳鋼和低合金鋼,先提高零件表層的含碳量,經淬火後使表層獲得高的硬度,而心部仍保持一定的強度和較高的韌性和塑性。滲碳分整體滲碳和局部滲碳。局部滲碳時對不滲碳部分要採取防滲措施(鍍銅或鍍防滲材料)。由於滲碳淬火變形大,且滲碳深度一般在0.5~2mm之間,所以滲碳工序一般安排在半精加工和精加工之間。

其工藝路線一般為:下料-鍛造-正火-粗、半精加工-滲碳淬火-精加工。

當局部滲碳零件的不滲碳部分採用加大餘量後,切除多餘的滲碳層的工藝方案時,切除多餘滲碳層的工序應安排在滲碳後,淬火前進行。

(3)滲氮處理

滲氮是使氮原子滲入金屬表面獲得一層含氮化合物的處理方法。滲氮層可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度和抗蝕性。由於滲氮處理溫度較低、變形小、且滲氮層較薄(一般不超過0.6~0.7mm),滲氮工序應儘量靠後安排,為減小滲氮時的變形,在切削後一般需進行消除應力的高溫回火。

相關焦點

  • 熱處理質量檢驗的內容和方法
    預先熱處理的目的是改善原材料的組織、軟化,以便於機械加工,消除應力,獲得理想的熱處理原始組織等。淬火變形按要求進行檢查,如變形超過規定,應再經校直處理,如因某種原因無法校直,而變形量又超過加工餘量時,可做返修處理,方法是將工件在軟態校直後再淬火回火重新達到要求,一般工件淬火回火後的變形量,不大於2/3到1/2餘量。 2)開裂。
  • 齒輪加工中滾齒加工常見缺陷及解決方法
    滾齒是目前應用最廣的切齒方法,可加工漸開線齒輪、圓弧齒輪、擺線齒輪、鏈輪、棘輪、蝸輪和包絡蝸杆,精度一般可達到DIN4~7級。目前滾齒的先進技術有多頭滾刀滾齒、硬齒面滾齒技術、大型齒輪滾齒技術、高速滾齒技術等。
  • 減小熱處理變形的7個方法
    但是熱處理工藝除了具有積極的作用之外,在處理過程中也不可避免地會產生或多或少的變形,而這又是機械加工中必須避免的,兩者之間是共存而又需要避免的關係,只能採用相應的方法儘量把變形量控制在儘量小的範圍內。一、溫度的測量與控制工業上實際應用的熱處理工藝形式非常多,但是它們的基本過程都是熱作用過程,都是由加熱、保溫和冷卻三個階段組成的。
  • 鏜削加工中避免工件材料加工硬化的技巧
    他認為,磨鈍的鑽頭或誤用鑽頭會使所加工的孔處於非常糟糕的硬化狀態。不管你在鏜孔作業中使用了多少好的辦法,都將為一個糟糕的粗加工而付出代價。一個好的應用工程師應該能夠根據刀具使用狀況及時發現工件材料的加工硬化情況而不是指責刀具的製造商。Garud指出,容易產生加工硬化的材料包括鎳基超合金如Inconel 718、奧氏體不鏽鋼和雙相不鏽鋼。切削加工產生的熱會使工件材料的加工硬化傾向增加。
  • 真空熱處理加工技術及應用
    真空熱處理加工技術:主要指的是真空技術與熱處理技術相結合的新型熱處理技術,其中,真空熱處理所處的真空環境指的是低於一個大氣壓的氣氛環境,包括低真空、中等真空、高真空和超高真空等,所以,真空熱處理實際也屬於氣氛控制熱處理.
  • 放電加工工件裝夾方法
    對定位擋塊的高度要求:在工件高度的1/2和2/3之間最為適宜,此種方案適用於單件加工或少批量加工。適合加工逃位,逃孔等單件或少量工件﹐利於排屑。正弦平臺用於加工澆口或非常規角度工件。圈內部位為感應磁鐵用於讓靠肩,斷差或工件較薄易變形之單件工件加工。批量加工時,工件的定位所採用專用裝夾治具。當工件的數量在4PCS以上時為了發揮 CNC機臺的高效率,而採用 PITCH治具。
  • 一位熱處理廠長談熱處理誤區,經驗之談
    8、熱處理的產品沒有硬度?很多委託產品外加工的企業,曾幾何時學會了要求進貨檢驗,既然領導提出這個要求,那麼夥計們就正兒八經對待了,也去買一臺洛氏硬度計回來,放到工廠裡,開始對熱處理後的產品開始進貨檢驗了。這些本無可非議,但是他們老是對熱處理產品檢驗不合格!這可忙壞了熱處理公司,怎麼會呢?明明白白是經過檢驗合格出廠的,怎麼到用戶手中就不合格了呢?
  • 常用熱處理方法
    安裝工程施工中的熱處理一般分為焊前預熱和焊後熱處理兩部分。  焊前預熱  對焊件進行焊前預熱,可防止或減少應力的產生。  焊後熱處理  安裝工程施工中,常遇到的焊後熱處理過程主要有退火、回火、正火及淬火工藝。  鋼的退火工藝  根據鋼材的加熱溫度、保持時間及冷卻狀況可分為完全退火、不完全退火、去應力退火三種。
  • 熱處理的誤區,一位熱處理廠長的經驗之談!
    熱處理的產品沒有硬度?很多委託產品外加工的企業,曾幾何時學會了要求進貨檢驗,既然領導提出這個要求,那麼夥計們就正兒八經對待了,也去買一臺洛氏硬度計回來,放到工廠裡,開始對熱處理後的產品開始進貨檢驗了。這些本無可非議,但是他們老是對熱處理產品檢驗不合格!這可忙壞了熱處理公司,怎麼會呢?明明白白是經過檢驗合格出廠的,怎麼到用戶手中就不合格了呢?公司上下不得其解。
  • 熱處理正火回火的解釋及熱處理的工藝特點
    正火:將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當溫度保持一定時間後在空氣中冷卻,得到珠光體類組織的熱處理工藝。   2. 退火annealing:將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20—40度,保溫一段時間後,隨爐緩慢冷卻(或埋在砂中或石灰中冷卻)至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝。
  • 明嘉金屬:汽車行業金屬熱處理常見問題的探討
    2回火:將經過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當溫度保持一定時間,隨後用符合要求的方法冷卻,以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝。目的:①提高組織穩定性,使工件在使用過程中不再發生組織轉變,從而使工件幾何尺寸和性能保持穩定。②消除內應力,以便改善工件的使用性能並穩定工件幾何尺寸。
  • 鋼結構網架結構鋼的熱處理
    鋼的熱處理就是將鋼在固體狀態下通過加熱、保溫和不同的冷卻方法,改變其組織結構,滿足性能上要求的一種加工工藝。熱處理在機械零件加工製造過程中具有重要意義。通過熱處理可以改善機械零件的性能,提高產品質量,節省金屬材料,改善工件的加工工藝性。熱處理按目的、加熱條件及特點不同,可分以下三類。
  • 滲碳後的幾種熱處理方法
    根據工件的成分、形狀和力學性能等,滲碳後常採用以下幾種熱處理方法。1)直接淬火+低溫回火將零件自熱處理爐中取出直接淬火,然後回火以獲得表面所需的硬度。直接淬火的條件有兩點:滲碳熱處理後奧氏體晶粒度在5-6級以上;滲碳層中無明顯的網狀和塊狀碳化物。
  • 數控車床在車削加工中卡盤裝夾工件的方法有哪些
    裝夾工件是指將工件在數控車床上或夾具中定位和夾緊數控車床在車削加工中,工件必須隨同數控車床主軸旋轉,因此,要求數控車床上裝夾時,被加工工件的軸線與數控車床主軸的軸線必須同軸,並且要將工件夾緊,避免在切削力的作用下工件鬆動或脫落,造成事故。
  • 熱處理「四把火」到底是什麼?
    熱處理的「四把火」十分重要,今天機械知網分享這篇總結性的文章,方便知友們對比看、收藏和轉發。 金屬熱處理是機械製造中的重要工藝之一,與其他加工工藝相比,熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分,而是通過改變工件內部的顯微組織,或改變工件表面的化學成分,賦予或改善工件的使用性能。
  • 真空熱處理工藝
    -退火:將鋼質工件在真空狀態下進行加熱、保溫並隨爐冷卻,從而去除由加工硬化而產生的內應力,使得工件的內部組織達到或接近平衡狀態,增強延伸性,提高可塑性。 -固溶:將不鏽鋼或合金工件在真空狀態下加熱到一定溫度,保溫並冷卻後,使得工件內部合金相充分溶解後形成組織狀態改變並得到固溶體,消除應力、改善並提高了工件的塑性、韌性和抗蝕性,以便繼續加工或成型。
  • 鋼材熱處理「乾貨」五種滲碳缺陷,收藏!
    本站之前發表過:如何確定滲碳、碳氮共滲熱處理工藝過程中的排氣時間?,模具鋼的滲碳-碳氮共滲改性熱處理,緊固件的網帶爐滲碳熱處理,高溫滲碳與常規滲碳力學性能對比,滲碳後的6種熱處理方式,淺談真空滲碳的特性和設備及滲碳後的幾種熱處理方法, 滲碳合金結構鋼簡介等文章。
  • 熱處理節能
    2.5.3 能源利用效率最佳化其主要措施有:採用高熱效率的熱處理爐;採用優良的燃料燃燒裝置;採用先進的控制裝置和控制方法;減輕爐內耐熱金屬構件及工夾具的重量;採用優質保溫材料減少爐子散熱和蓄熱損失。2.5.4 餘熱利用最大化提高換熱器效率,回收廢氣餘熱預熱助燃空氣及工件等;利用鍛造、鑄造餘熱;熱處理生產線中各設備間熱能綜合利用。
  • HRC60度,切槽加工熱處理後鋼件立方氮化硼刀具
    HRC60度,切槽加工熱處理後鋼件立方氮化硼刀具鎳基合金難加工因素:(1)切削力比45號鋼高50%,加工後表面層的加工硬化及殘餘應力大,硬化程度可達200%~500%,刀尖及邊界磨損極其嚴重,副後刀面的溝紋磨損也極易發生;(2)導熱係數是45鋼的1/5~1/2,切削溫度高;(3)與刀具的粘結傾向大,極易產生積屑瘤,影響被加工工件的加工表面質量;(4)合金中金屬碳化鎢、金屬間化合物等硬質點
  • 數控加工中心的加工精度如何劃分等級
    了解數控加工中心的朋友都知道高精是加工中心的一大特徵。加工精度是指生產產品的精細程度,用於評價加工表面的機械術語。加工精度一般用IT表示,IT是指確定尺寸精確程度的等級,簡稱公差。公差等級越小,代表產品的工件精度越高,而加工難度也越大。