热处理基础知识

热处理

第一节

1.定义：把金属材料加热到一定的温度并保温一定时间，然后以一定的进度进行冷却，得到所需的显微组织和性能的工艺过程。

解释：

一定温度：根据要求的某一温度。

淬火：完全奥氏体化的温度。

、AC3来确定的。影响因素，原始组织，各种钢的加热温度都是根据临界点ＡＣ

１

加工状态，工件尺寸等。

以一定的速度进行冷却——因为速度不同所获得的显微组织不同，因而机械性能不同。

2.热处理的作用

热处理这一方法历史上，例如刀、剑、钢针加热——放入水中——用锅炒——炒。

金属材料是现代化工业中的主要材料，例如：汽车齿轮、刀具、机床部件都需进行热处理。

热处理作用：A提高硬度

B降低硬度便于切削或其它切削加工

C消除因在各种加工中所引起的内应力。

D改善金属的内部组织和性质，使其满足不同的要求。

E提高表面耐磨耐腐性。

热加工的对象是半成品，出现错误时会产生废品，损失大。

3.哈量厂的热处理

哈量生产的产品——通用量具，标准刃具、精密量仪、数控刀具、数控机床。

97%的零部件都需要经过热处理。热处理分厂有160人，除了一些辅助工段有3个主要工段。

1）合金钢工段——主要处理量具，仪器配件、数控机床配件。

所用钢种：T10A——优质碳素工具钢（游标卡尺）

GCr15——轴承钢（换塞规，块规）

9SiCr——合金工具钢（板牙、自用工具）

40Cr——合金结构钢（机床配件）

45#——碳素结构钢（板牙）

20CrMnTi——合金结构钢（渗碳件、数控刀柄）

2）高速钢工段：W6Mo5Cr4V2、W9Mo5Cr4V、W18Cr4V——产品：钻头、丝锥、铣刀。

3）综合处理工段：渗碳、真空淬火、多用炉淬火。

第二节：钢的分类

钢是由Fe+C的合金元素组成

铁碳合金按其含碳量的质量分数表示：

钢——W c=0.0218%~2.11%

工业纯铁——W c<0.0218%

铸铁——W c>2.11%

按化学成分分类

1.碳素钢：碳的质量分数小于

2.11%而不含有特意加入的合金元素的钢称为碳素钢，简称碳钢

按钢的含碳量分1）低碳钢Wc≤0.25% 例如；20Cr钢，0.17~0.24

2）中碳钢0.25%

3）高碳钢Wc>0.06 例如：T10A，0.95~1.04

2.合金钢：

低合金钢：按合金元素的总质量分数小于等于5%如40Cr、20Cr。

中合金钢：按合金元素的总质量分数大于等于5%小于10%例如：38CrMoAl 高合金钢：按合金元素的总质量分数大于等于10%例W6Mo5Cr4V2。

二按用途分类：

1.结构钢：用作机器零件和工程结构钢。例做桥梁、船舶、齿轮轴。

1）碳素机构钢：45#、65#、65Mn。

2）合金结构钢：20CrMnTi、40Cr、42CrMn。

2.工具钢（C>0.7%）：

1）碳素工具钢：T10A、T12A

2）合金工具钢：W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V

3.特殊钢：具有特殊的物理、化学、机械性能的钢。例如：不锈钢、耐磨钢和磁钢。

第二节热处理工艺制定原则及典型热处理工艺

热处理工艺规程的编制是零件工艺中最主要、最基本的工作内容。也是充分发挥材料的力学性能和零件的服役能力的基本保证。因此确切的说，工艺规程的编制工作属于工程设计的范畴。是工程工作中重要的一个环节。

一．工艺编制要遵守以下原则

1.工艺的先进性

采用新工艺、新技术。热处理设备的更新与改造。例（晶体管主频，无触点、数字控温、变频变压器。）采用新型工艺材料。

目的：提高产品热处理质量、提高生产能力、降低成本、提高热处理后工件的表面质量，安全、环保。

2.工艺的合理性。

A工艺安排的合理性：前后序安排要合理，减少后序加工的难度，与机械加工要协调，降低生产成本。

B零件热处理要求合理性

热处理工艺应与材料的特征相适应，零件的几何尺寸和形状应与热处理的工艺相适应

C工艺方法及工艺参数的合理性

选择合适的工艺参数，工艺方法应简单适用，减少生产成本，便于操作。选择工艺参数应根据相关标准，与标准不同的工艺参数应有试验根据。

D热处理前零件的尺寸形状的合理性，防止变形、开裂等缺陷

E热处理前工作状态的合理性

铸、锻件应退火，机械加工应去除应力。

3.工艺的可行性

A企业的热处理条件、人员结构及素质、热处理设备配备程度、设备的精度。

B操作人员的专业技术水平，人员的文化程度、专业技术水平及对工艺操作

的熟练程度。

C工艺技术的合理性：保证工艺的制定有法可依。

4.工艺的经济性

A能源利用：减少能源消耗，选用节能设备。

B设备工装的使用：合理利用空间，采用机械化，自动化生产，提高生产效率。

C工艺方法应简便，减少不必要的程序，缩短生产周期。

D利用现有设备设计辅助工装及辅助工序。

化学热处理——渗碳，真空热处理

5.工艺可检查性

A工艺参数的追溯，温度时间的记录，产品数量规格的记录，操作者的记录。

B检查结论的追溯，含金相，硬度，终检记录。

6.工艺的安全性

A工艺本身的安全性：1）爆干后预热2）加热包盐3）各种压力容器的安全措施

B控制有害作业，不采用有害工艺，如氰化物的使用等。

C环保：生产场所避免有害气体排放，防止废弃物污染对排放物进行处理。

二.典型热处理工艺

（一）φ10直柄麻花钻，材料W6Mo5Cr4V2.

技术要求：刃沟长L4/5,硬度≥63HRC，径向跳动≤0.22mm。

1.淬火：装量88件卡具

a烘干200~300℃，

b一次预热800~830℃，2分10秒，

c二次预热800~830℃，2分10秒。

d加热1235~1240℃，2分10秒

e分级冷却580~630℃，2分10秒

f空冷到室温

2.清洗

3.回火，三次550~560℃，三次每次1小时，每次空冷到室温再回火。

4.清洗

5.喷砂

6.防锈

7.调直

8.检查

(二)150卡尺测尺热处理

材料T10A，技术要求：两面58~63HRC，其余40~48HRC，平面度大小面0.12mm。

1.淬火装卡具（20件）装量60件

a烘干200~300℃，6分

b预热650~700℃，6分

c加热780~790℃，6分

d冷却（硝盐，NaNO2）150~180℃，6分

2.清洗

3.尺爪退火