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金屬真空熱處理工藝
來源: | 作者:東啟特鋼 | 發布時間: 2021-06-25 | 23 次瀏覽 | 分享到:
金屬真空熱處理工藝
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  金屬真空熱處理工藝


  金屬熱處理工藝可分為三類:整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方式的不同,每一類都可以分為幾種不同的熱處理工藝。對同一種金屬采用不同的熱處理工藝可以獲得不同的組織和性能。鋼是工業中應用最廣泛的金屬,其顯微組織也是最復雜的,因此模具鋼的熱處理工藝有很多種。

模具鋼

  整體熱處理是將整個工件加熱,然后以適當的速度冷卻,以改變其整體機械性能的金屬熱處理工藝。模具鋼的整體熱處理有四個基本過程:退火、正火、淬火和回火。


  退火是將工件加熱到合適的溫度,根據工件的材料和尺寸采用不同的保溫時間,然后緩慢冷卻,使金屬內部結構達到或接近平衡狀態,獲得良好的工藝性能和使用性能,或者為進一步淬火做準備。


  正火是將工件加熱到合適的溫度,然后在空氣中冷卻。正火效果類似于退火,只是獲得的顯微組織更細小,常用于提高材料的切削性能,有時作為一些要求不高的零件的最終熱處理。


  淬火是將工件加熱保溫,然后在水、油、其他無機鹽、有機水溶液等淬火介質中快速冷卻。淬火后,鋼零件變得堅硬,但同時變脆。


  為了降低鋼零件的脆性,將淬火后的鋼零件長時間保持在高于室溫且低于650攝氏度的適當溫度,然后冷卻。這個過程叫回火。


  退火、正火、淬火、回火是整個熱處理中的“四火”,其中淬火和回火關系密切,經常一起使用,缺一不可。


  隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,“四火”演變出了不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強度和韌性,高溫調質結合的過程稱為調質。一些合金淬火形成過飽和固溶體后,在室溫或稍高的溫度下保持較長時間,以提高合金的硬度、強度或磁性。這種熱處理過程稱為時效處理。


  將壓力加工變形和熱處理有效而緊密地結合起來,使工件獲得良好的強度和韌性協調的方法稱為形變熱處理。在負壓氣氛或真空中進行熱處理,稱為真空熱處理,既能使工件不氧化脫碳,保持工件表面光滑,提高工件性能,又能引入滲劑進行化學熱處理。


  表面熱處理是一種金屬熱處理工藝,只對工件表面進行加熱,改變其表面力學性能。為了只加熱工件的表層而不將過多的熱量傳遞到工件中,所用的熱源必須具有較高的能量密度,即每單位面積給予工件較大的熱能,使工件的表層或部分能在短時間內或瞬間達到高溫。表面熱處理的主要方法包括火焰淬火和感應加熱。常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷火焰、感應電流、激光和電子束。


  化學熱處理是通過改變工件表面的化學成分、微觀結構和性能來進行金屬熱處理的過程?;瘜W熱處理和表面熱處理的區別在于后者改變了工件表面的化學成分?;瘜W熱處理是在含有碳、氮或其他合金元素的介質(氣體、液體、固體)中對工件進行加熱,并長時間保持該溫度,使工件表面滲入碳、氮、硼、鉻等元素。元素滲入后,有時會進行淬火和回火等其他熱處理工藝?;瘜W熱處理的主要方法有滲碳、滲氮和金屬滲透。


  熱處理是機械零件和模具制造過程中的重要工序之一。一般來說,它可以保證和提高工件的各種性能,如耐磨性和耐腐蝕性。它還可以改善坯料的顯微組織和應力狀態,便于各種冷熱加工。


  比如白口鑄鐵可以長時間退火,獲得可鍛鑄鐵,提高塑性;有了正確的熱處理工藝,齒輪的使用壽命可以比未經熱處理的齒輪延長一倍或幾十倍;另外,便宜的碳鋼通過滲入一些合金元素,具有一些高價合金鋼的性能,可以替代一些耐熱鋼和不銹鋼;幾乎所有的工具和模具都需要經過熱處理才能使用。


  退火-淬火-回火


  一、退火的類型


  1.完全退火和等溫退火


  完全退火又稱再結晶退火,一般簡稱退火,主要用于各種亞共析成分的碳鋼和合金鋼的鑄造、鍛造和熱軋型材,有時也用于焊接結構。一般常用于一些較重工件的最終熱處理或一些工件的預熱處理。


  2.球化退火


  球化退火主要用于共析碳鋼和合金工具鋼(如用于制造刀具、量具和模具的鋼)。其主要目的是降低硬度,改善切削性,為以后淬火做準備。


  3.去應力退火


  去應力退火又稱低溫退火(或高溫回火),主要用于消除鑄件、鍛件、焊件、熱軋件、冷拉件等的殘余應力。如果這些應力不消除,在一定時間后或在隨后的切割過程中,鋼零件將變形或破裂。


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