浅谈影响金属热处理变形的因素及改善措施

关 键词 ： 金 属 热 处理 ； 变形 ； 措 施
在 金 属材 料 的加 工 过 程 中 ，为 了 改善 材 料 的 物理 和 化 学性 能 ， 尽量 使 用 油 来 作 为 介 质 ， 油 和 水 在 其 它条 件 相 同 的情 况 下 ， 油 性 介 而水 性 介 质 的 冷 却 速 度 比较 大 ， 从 而对 于 金 使 其能 够 更好 的满 足加 工 工 艺 的需 要 ， 常 常 要 进行 热 处 理 。金 属 材 质 的 冷却 速度 比较 慢 ， 料 的热 处 理是 通 过 一定 的方 式进 行 加 热 、保 温 以及冷 却 的过 程 ， 通 属 的变 形 影 响 比较 大 。 ２ － ３冷却 方 法 的选 择 。 在金 属 材 料 的热 处理 中 ， 冷 却 也是 其 关 键 过 热处 理 可 以有 效 地改 变 金 属材 料 的 内部结 构 ， 从 而 增 强 其使 用 性 能。 在 热处 理 的 过程 中 ， 常 常还 伴 随着 金 属 材料 的 变形 ， 因此 应 当加 的步骤 。 常 见 的冷 却 处 理方 法 有 双液 淬 火 、 单液 淬 火 法 、 等 温淬 火 以 及分级淬火法等 ， 其 中单液淬火 的方法 能够有效的满 足 自动化和机 强 其变 形 的 研究 。 １影 响金 属热 处 理 变形 的 相关 因素分 析 械化的需要 ， 但 是 其 缺 点 是难 以控 制 淬 火 冷 却 的 速 度 ， 而 且 水 淬 法 在 金 属 的热 处 理过 程 中 由于 材料 的性 质 和外 界 因 素 的影 响 ， 导 容 易 产生 变 形 ， 而油 淬 法 容 易导 致 工 件 硬 度 不均 匀 以及硬 度 不 足 的 双液淬火法是将加热 的工件先放在进行冷却速度 比较快 的介 致 了其加热和冷却不均匀 、 不 等时性等特点 ， 热处理 中的温度梯度 现象。 变化都会引起金属材料内部应力的作用 。金属材料在一定条件下 ， 质 中 冷却 到 ３ ０ ０ ℃左 右 ，然 后再 立 即放 入 到冷 却 速 度 比较 慢 的价 值 就 会 产 生 内应 力 变形 的情 况 。 内应力 变形 常 常 具有 比较 明显 的特 中到 冷却 。 例 如 对 于结 构 比较 复 杂 的碳 钢 工 件常 常采 用 水 淬 和 油淬 征， 例如内应力变形常常不会 改变工件 的体积 ， 但是却常 常影 响工 相 结 合 的方 法 ， 先在 水 中冷却 到 ３ ｏ ｏ ０ Ｃ 之 后 再 放 到 油 中进 行 冷 却 ； 对 常 常需 要 采 用 油 淬 和空 气 冷 却相 结 合 的方 法 。在 保 件 的形 状 和 结 构 ， 而且 具 有 比较 明显 的方 向性 。 同时 内应 力 所 导致 于合 金钢 来 说 ， 的变 形 中工 件 每 一 次进 行 热 处 理 之 后 ， 都 会 产 生 应 当 的表 现 ， 而且 证 工 件硬 度 的要 求 下 ， 尽 可 能 的采 用预 冷 的 方式 。分 级 淬 火冷 却 的 其 变 形 量 随着 热 处理 次 数 的增 加 而增 加 。 方式 ， 能 够 有 效地 减少 工 件 内部 的 热 应力 和组 织 预 冷 ， 对 于 改 善 一 在 金属 的 热处 理 中基 本 由加 热 、保 温 以及 冷却 三 个 阶 段组 成 ， 些结 构 比较 复 杂 的工 件 变形 具 有重 要 的 帮 助 。 分 级 淬 火是 先 将 加热 在 实 际 的热 处 理 中包 含 了 正火 、 淬火 、 回火 、 退 火 等 多种 加 工 工 艺 。 的工 件放 到温 度 比较 高 的 碱液 或 者 盐液 中 ， 持续 ２ — ５ 分 钟 待 工 件 内 但 是 在 热处 理 的 过程 中常 常 需要 到 各 种参 数 ，例 如加 工 的 周期 、 温 外温 度 一致 后 放 到空 气 中进 行 冷却 。 但 是 这 种冷 却 方 法 由于 溶 液 的 度等 。 如 果 其 中 的温 度测 量 不 准确 ， 那 么就 难 以进 行 正 确 的热 处 理 ， 冷却 能 力 比较 低 ， 所 以 只适 用 尺 寸 比较 小 以及 尺 寸精 度 要 求 比较高 从 而导 致其 变 形 过 大 ， 甚 至产 品报 废 的情 况 。 因此 温 度 成 为 了影 响 的工件 。对于一些结构特别复杂 以及精度要求 比较高的工件 ， 可以 金 属热 处 理效 果 的 关键 ， 也 是热 处 理 工艺 的 关键 参 数 。 考 虑采 用 等温 淬 火冷 却 的方 法 。 ２ 降低 金 属热 处理 变 形 的措 施 和方 法 ２ ． ４夹 持方 法 的 选择 。不 同 的夹装 方 法 对 于零 部 件 的热 处 理过 为 了有 效 地减 少 热 处 理所 导 致 的 变形 ， 其 关 键 在 于 选择 合 适 的 程中的变形也具有一定 的影响 ， 选择合理 的装夹方式可 以使工件热 对于降低金属组织的应力不均以及变 热处理工艺。通过将不 同的热处理工艺进行有效的结合 ， 既能够达 处理过程 中受热和冷却均匀 ， 到改善性能同时又能够达到减少变形 的目的。 为了有效 的保证工件 形都 具 有 重要 的意 义 。 具体 可 以 考虑 使用 支承 垫 圈 、 补偿垫圈 、 叠加 在 热 处理 后 的精 度 ，可 以 通过 研 究 金 属 工 件 热 处 理 变 形 规 律 的方 垫 圈 等方 式 ， 有花 键 孔 的零 部 件 可 以考 虑使 用 花键 心 轴 等方 式 。 法， 在 加 工 时 进 行 干 预处 理 ， 从 而使 工件 在 热 处 理 之 后 的尺 寸 每 个 ３结 束语 、 满 足设 计 的要 求 。这对 于工 件 的 变形 规 律 提 出 了 比较 高 的要 求 ， 同 温 度 作为 影 响 热 处理 变 形 中的关 键 因素 ， 通 过 采 用合 理 的热 处 时 工件 的变形 也 应 当满 足 一 致性 的要求 。 这 种 方式 等 于 金属 的热 处 理 工 艺可 以有效 地 降 低变 形 的不利 影 响 ， 从 而提 高 工 件 的抗 变 形 能 理 要求 比较 高 ， 是一 种 比较 理 想 的方 法 。为 了改 善 金属 热 处 理 的 变 力 ， 增 强 内部 的应 力 。 通 过 控制 热 处 理 中 的温 度变 化 ， 可 以有效 地 改 形情况， 可 以采 取 以下 几个 方 面 的措 施 ： 善加热 、 冷 却 过 程 中的 温 度 变化 区 间 ， 使工 件 的 温 度 达 到 均 匀 和 一 ２ ． １做 好热 处 理 之前 的预处 理 。 金 属热 处理 的不 同工 艺 ， 例 如 正 致 性 ， 减 少 了热 应 力 的不 利影 响 ， 从 而改 善 了 １ 二 件 的变形 情 况 。 同时 火、 退 火 等都 会 影 响 到金 属 的最 终 变形 量 。 正 火 中 的温度 过 高 ， 都会 采 用 合 理 的热 处 理 工艺 ， 能 够 有 效地 降低 热 处 理 的 时 间 ， 这 对 于 改 导 致 金属 材 料 内部 的 变形 增 大 ， 因此 在 工件 的热 处 理之 前 都 需要 进 善 工 件 的变 形 也具 有 重要 的帮 助 。 行 控 制 温度 的正火 处 理 。在 研 究 中发 现 在 正 火处 理 之 后 ， 可 以采 用 参 考 文献 等 温 淬火 的处理 方 法 来 提高 金 属 材料 内部 的结 构 的均 匀 性 ， 从 而减 『 １ １ 白钰 枝 ． 影 响 金 属 热 处理 变 形 的 因素 及 改 善 措 施 无 线 互 联 科 少 其 变形 。对 于不 同的 工件 的结 构 特点 ， 应 当采 用 不 同 的热 处 理 工 技 ， ２ ０ １ ３ ， （ １ ） ： １ ７ ４ ． 序， 从 而 可 以有 效 地 减 少 热 处 理 中 的变 形 ， 并 且使 热处 理 中 的变 形 ［ ２ 】 罗轶 ． 怎样 减 小金 属 热 处 理 变 形 『 Ｊ Ｊ ． 中 国化 工 贸易 ， ２ ０ １ ３ ， （ １ １ ） ： １ ３ ６ 一 能够 相 互 的抵 消 ， 从 而 达到 改 善 变形 的 目的 。这 种 方 法 一般 比较 复 Ｉ ３ ６， １ ９ ３． 杂， 花 费 的 时 间 比较 多 而 且 成 本 比较 高 ， 对 于 一些 要求 精度 比较 高 ［ ３ 】 张 利 云． 浅 谈如 何 减 小金 属 热 处理 变形ｌ Ｊ ］ ． 科技 资讯 ， ２ ０ １ ３ ， ｆ ２ ３ ） ： ９ ４ ． 的零 部 件可 以考 虑采 用 这种 方法 。 『 ４ ］ 孙大林， 崔 巧娜 ， 刘晨 蕊 等 ． 浅 谈 如何 减 小金 属 热 处 理 过 程 中 的 变 ２ ． ２ 做好 淬 火 处理 工 艺 。 淬 火冷 却 是热 处 理 中 的关键 ， 如果 采 用 形 ［ Ｊ Ｊ ． 科技 创 业 家 ， ２ ０ １ ４ ， （ １ ） ： ２ ０ ４ — ２ ０ ４ ． 了 不合 理 的介 质 ， 那 么 就 会 导 致 工 件 内部 比较 大 的应 力 ， 从 而 引 起 作者 简介： 虎 勃（ １ ９ ８ ０ ， ６ 一 ） ， 男， 籍贯 ： 吉林省松原 市 ， 职称： 讲 Ｔ 件 的 变形 或 者 开裂 ， 因此 在 淬火 冷 却 的过 程 中应 当保证 稳 定 的 速 师 ， 学历： 硕 士， 主 要研 究方 向 ： 金属 材 料 。 度 。金属淬火冷却过程对于变形 的影响也 比较大 ， 如果热冷却处理 的 速度 越 快 ， 那 么 冷却 也 就 越 不 均 匀 ， 从 而 工 件 的 内部 压 力
科技创新与应用 Ｉ ２ ０ １ ４ 年 第２ ２ 期
工 业 技 术
浅谈影响金属热处理变形 的因素及改善措施 院， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ ２ ）
摘 要： 在金 属 材料 的加 工 处理 过 程 中 ， 都 需要 对 金 属进 行 热 处理 ， 从 而 改 变其 内部 的结 构 和 组 织 ， 提 高其 机 械 和化 学作 用 ， 改 善 性 能的 使 用性 能 。 但 是 在金 属 材料 的热 处理 过 程 中， 常 常会 出现 一 定 的 变形 ， 因此 为 了减 少热 处理 所 导 致 的 变形 对 于材料 的性 能 影响， 应 ３采 － 取积 极 的 改善 来预 防和 改善 变形 。 ＇