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        淺析機(jī)械加工零件的熱處理加工技術(shù)

        2019-09-10 06:20:35王宇
        大東方 2019年6期
        關(guān)鍵詞:零件機(jī)械加工熱處理

        王宇

        摘 要:在機(jī)械零件加工產(chǎn)業(yè)中一直流傳著“運(yùn)用好熱處理技術(shù),零件一當(dāng)數(shù)個(gè)”的句子。由此可見(jiàn),在機(jī)械零件加工技術(shù)中,熱處理技術(shù)是尤為重要的。因此在機(jī)械零件加工過(guò)程當(dāng)中,其零件的質(zhì)量是受熱處理技術(shù)影響的,即熱處理技術(shù)運(yùn)用較好,零件產(chǎn)品的品質(zhì)就好。因此,在機(jī)械零件加工的過(guò)程中必須運(yùn)用好熱處理技術(shù),這是提升產(chǎn)品質(zhì)量最為直接的有效方法。

        關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;零件;熱處理;技術(shù)

        1 在機(jī)械零件加工中應(yīng)用熱處理加工技術(shù)的重要性和方法

        1.1重要性分析

        在機(jī)械零部件生產(chǎn)加工的過(guò)程中,工作人員若能夠合理的應(yīng)用熱處理技術(shù),不僅能夠大幅度提升零件的加工質(zhì)量,同時(shí),還可為企業(yè)避免很多不必要的經(jīng)濟(jì)損失,提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和使用性能。故該問(wèn)題需引起相關(guān)企業(yè)和工作人員的高度重視。

        1.2加工方式

        1.2.1機(jī)械加工技術(shù)正確的、科學(xué)的應(yīng)用

        機(jī)械加工技術(shù),可提升加工質(zhì)量,若一旦操作失誤,便會(huì)使機(jī)械零部件的表面產(chǎn)生粗糙問(wèn)題,與此同時(shí),也為后續(xù)的淬火工作開(kāi)展造成了影響和阻礙,從而使零部件在經(jīng)過(guò)熱處理之后,形成很大的多余應(yīng)力,降低產(chǎn)品質(zhì)量和應(yīng)用性能。

        1.2.2線切割加工技術(shù)

        目前,該加工方式應(yīng)用十分廣泛,其可將復(fù)雜、繁瑣的加工工序簡(jiǎn)單化。但在實(shí)踐過(guò)程中,經(jīng)加工之后的零部件表面經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生很多細(xì)微變化,甚至還會(huì)產(chǎn)生細(xì)紋和不穩(wěn)定的問(wèn)題,最終導(dǎo)致零部件壽命大幅度縮減。

        2 機(jī)械零部件加工中熱處理技術(shù)的合理應(yīng)用

        2.1熱處理中的退火技術(shù)

        退火指將鋼加熱至預(yù)定溫度后保溫,而后進(jìn)行緩慢冷卻的一種處理工藝。機(jī)械加工中退火可提升鋼材性能,方便加工工作的順利進(jìn)行。退火處理后鋼材硬度得以改變,降低切削加工難度。同時(shí),消除鋼材內(nèi)部應(yīng)力,避免零件加工中發(fā)生變形。另外,對(duì)鋼材晶粒進(jìn)行細(xì)化,為最終熱處理做好充分準(zhǔn)備。退火由完全退火、等溫退火、球化退火等之分,其中完全退火指將加工零件加熱至 Ac3+30~50℃保溫后緩冷退火。該操作適合應(yīng)用在亞共析鋼材質(zhì)制作的零件中。等溫退火時(shí)將鋼材加熱至適當(dāng)溫度,如為亞共析鋼加熱至 Ac3+30~50℃,如為過(guò)共析、共析鋼加熱至 Ac1+30~50℃,保溫后將其快速冷卻至 Ar1以下的某一溫度停留,完成相變后出爐空冷。等溫退火可使工件在爐中的停留時(shí)間大大縮短。適合孕育期長(zhǎng)的合金鋼。球化退火是球狀化鋼中滲碳體的退火工藝。將工件加熱至 Ac1+30~50℃保溫后緩凝,或?qū)⑵浣禍刂?Ar1以下溫度進(jìn)行保溫待滲碳體球化后出爐空冷。該處理方法適合應(yīng)用在過(guò)共析、共析鋼的零件加工中。

        2.2熱處理中的淬火技術(shù)

        淬火是目前應(yīng)用最為廣泛的熱處理加工技術(shù)、通過(guò)淬火可獲得馬氏體組織,促進(jìn)鋼性能的進(jìn)一步提升。其中如零件材質(zhì)為亞共析鋼,應(yīng)將淬火溫度控制在Ac3十30}SO℃。共析鋼的淬火溫度為Ac1十30}SO℃。過(guò)共析鋼的淬火溫度為Ac,十30-50℃,如淬火溫度高于Accm,淬火處理后奧氏體晶粒變得粗大,影響鋼的耐磨性、硬度等性能。

        淬火處理時(shí)需要使用淬火介質(zhì),其中水和油是應(yīng)用率較高的淬火介質(zhì)。水具有較強(qiáng)的冷卻能力,適合在形狀簡(jiǎn)單的碳鋼件零件中應(yīng)用。油在低溫情況下冷卻效果較理想,但在高溫時(shí)的冷卻性能大大降低,適合應(yīng)用于小尺寸的碳鋼與合金鋼零件的淬火處理。另外硝鹽水溶液、聚乙烯醇是工業(yè)上經(jīng)常使用的淬火介質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),使用合理的淬火方法可彌補(bǔ)介質(zhì)的不足。

        淬火方法包括單液淬火法、雙液淬火法、分級(jí)淬火法、等溫淬火法。其中單液淬火法指在一種介質(zhì)中將加熱零件連續(xù)冷卻至室溫的淬火方法,其具有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方便、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。雙液淬火法指先將零件在冷卻能力較強(qiáng)的介質(zhì)中冷卻,而后在冷卻能力較弱的介質(zhì)中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的一種方法。該種淬火方法可獲得理想的冷卻效果,不過(guò)操作難度較大,常用于大型合金鋼件及形狀復(fù)雜的碳鋼件零件加工中。分級(jí)淬火法指在 Ms附近的堿浴中或鹽浴中淬火,當(dāng)內(nèi)外溫度達(dá)到均勻后取出緩冷。分級(jí)淬火可降低零件內(nèi)應(yīng)力,適合應(yīng)用在小尺寸零件加工中。等溫淬火法指將加工零件在稍高于 Ms堿浴或鹽浴中進(jìn)行足夠時(shí)間的保溫,以獲得貝氏體組織。處理后零件的綜合力學(xué)性能得以明顯提升,適合應(yīng)用在要求較高及形狀復(fù)雜的小型零件加工中。

        2.3熱處理中的回火技術(shù)

        回火指將淬火鋼加熱至 A1以下的某溫度保溫后進(jìn)行冷卻的一種方法。通過(guò)回火處理可將淬火內(nèi)應(yīng)力加以消除或減小,避免開(kāi)裂、變形。同時(shí),可對(duì)零件的韌性、硬度進(jìn)行調(diào)整,獲得預(yù)期的力學(xué)性能。另外,回火可促進(jìn)零件材質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榻咏胶饣蚱胶獾慕M織,避免使用過(guò)程中變形?;鼗鹛幚頃r(shí)隨著溫度的升高加工零件的力學(xué)性能整體上呈現(xiàn)出硬度、強(qiáng)度降低,韌性、塑性升高的變化。其中當(dāng)?shù)陀?200℃時(shí),因馬氏體中碳化物彌散析出,鋼硬度并不會(huì)下降。當(dāng)溫度在200~300℃時(shí),高碳鋼的硬度會(huì)有所提升。但當(dāng)溫度超過(guò) 300℃時(shí),F(xiàn)e3C 粗化,馬氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變,硬度呈現(xiàn)直線下降。研究發(fā)現(xiàn),淬火鋼的韌性并非隨著溫度的升高一直提高,即,在某些溫度范圍內(nèi)回火時(shí),會(huì)出現(xiàn)沖擊韌性下降的情況,成為回火脆性?;鼗鸫嘈苑譃榈谝活惢鼗鸫嘈浴⒌诙惢鼗鸫嘈?。其中第一類回火脆性指在 250~350℃范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的脆性。出現(xiàn)這一情況的原因在于滲碳體和細(xì)小的薄片狀過(guò)渡碳化物在馬氏體片界面析出,因此,回火處理時(shí)不能在該溫度范圍內(nèi)。第二類回火脆性指在 500~560℃回火時(shí)后緩冷時(shí)出現(xiàn)的脆性,主要因鋼中受 Mn、Cr、Ni 元素影響,促使Sn、Sb、P 等向原奧氏體晶界偏聚。為避免這一回火脆性的出現(xiàn),可采取的方法有:回火后快速冷卻;如零部件的截面較大時(shí),可加入0.5%左右的 Mo、1% 左右的合金元素。另外,根據(jù)回火溫度,可將回火分為低溫回火、中溫回火、高溫回火三類,對(duì)應(yīng)的回火溫度分別為 150~250℃、350~500℃、500~650℃。其中低溫回火適合應(yīng)用在滲碳件、高碳鋼等零件加工中。中溫回火適合應(yīng)用在彈簧熱處理中。高溫回火適合應(yīng)用在齒輪、軸等零件加工中,可作為量具、高精密件的預(yù)備熱處理。

        結(jié)束語(yǔ)

        為提高機(jī)械加工零件質(zhì)量及力學(xué)性能指標(biāo),更好的滿足機(jī)械加工、生產(chǎn)要求,做好熱處理加工技術(shù)尤為重要。一方面,熱處理加工工藝復(fù)雜,涉及的細(xì)節(jié)較多,技術(shù)人員應(yīng)明確熱處理工序,把握相關(guān)工序的重點(diǎn)與難點(diǎn)。另一方面,需要技術(shù)人員做好研究,根據(jù)不同零件材質(zhì),找到合適的熱處理溫度,進(jìn)行針對(duì)性人為干預(yù),促進(jìn)機(jī)械加工零件綜合性能的進(jìn)一步提升。

        參考文獻(xiàn)

        [1]沈彥德.機(jī)械加工零件的熱處理加工技術(shù)探析[J].化工管理,2018(09):88.

        [2]魏惠芳,單超穎.機(jī)械加工零件的熱處理技術(shù)研究[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2015(02):207-208.

        (作者單位:哈爾濱博業(yè)科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司)

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