熱處理工藝----讓你一看就明白

點(dian)擊數：43572015-11-20 09:28:50　來源: 邯鄲市猴年膨脹螺絲有限公司|車修壁虎|內爆|外爆|套管壁虎|化學錨栓|地腳螺絲|螺母|螺栓

新聞摘要:將固態金屬通過特定的加熱和冷卻方法，使之獲得工程上所需性能的一種工藝過程的總稱,熱處理過程怎么控制？

什么叫熱處理？

將(jiang)固(gu)態金(jin)屬通過(guo)特定的加熱和冷(leng)卻方法，使之(zhi)獲得工程上所需(xu)性能(neng)的一種工藝過(guo)程的總(zong)稱，它(ta)包(bao)括加熱、保(bao)溫和冷(leng)卻三個(ge)階段。下圖為熱處理工藝示例(li)。

熱處(chu)理共有四把火(huo)(huo)：退火(huo)(huo)、正(zheng)火(huo)(huo)、淬(cui)火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)。在緊固件生(sheng)產加工過(guo)程中使用到：退火(huo)(huo)、淬(cui)火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)。

第一把(ba)火

退火：加(jia)熱到(dao)適當溫度—保溫—緩(huan)慢冷卻。下圖為退火工藝(yi)示例。

退火目的：

1）降低硬度，便于切削(xue)加工。

2）消除鍛、鑄、焊接件(jian)的組織缺陷

3）細化晶粒(li)，改善組織，作為預(yu)備熱(re)處(chu)理(li)為最終熱(re)處(chu)理(li)作準備。

4）消(xiao)除應力，防止變形和開裂。

緊(jin)固(gu)件退火(huo)工序主(zhu)要在(zai)冷鐓前，主(zhu)要的作用是(shi)細化(hua)晶粒、改(gai)善組織(zhi)，消(xiao)除應力，防(fang)止冷鐓開(kai)裂。球化(hua)退火(huo)金相組織見下圖。

第二把(ba)火和第三把(ba)火是聯合起來使用的(de)。一(yi)般在緊固件(jian)件(jian)行業中通常稱(cheng)為調質(zhi)處理(li)(li)。調質(zhi)處理(li)(li)即淬火加(jia)回火的(de)熱處理(li)(li)工(gong)藝，以獲得回火索氏體組織，其(qi)中滲(shen)碳體呈(cheng)顆粒狀均勻分布。以(yi)期獲得良好的綜合機械性能。

淬火：加(jia)熱到適當溫(wen)度—保溫(wen)—在油淬(cui)冷(leng)(leng)介(jie)質中快(kuai)速冷(leng)(leng)卻(que)。下圖(tu)(tu)為淬(cui)火瞬間冷(leng)(leng)卻(que)階段示(shi)意圖(tu)(tu)。

注意：為了防止淬火裂紋的產(chan)生，緊固(gu)件(jian)不推(tui)薦使用水(shui)作為冷卻介質。

淬(cui)火的目的：

1）獲得馬氏體(ti)(ti)組織，提(ti)高(gao)硬度、強度和(he)耐磨(mo)性；

2）減少內應力，避免變形和開裂；

3）與隨后(hou)的回火(huo)工(gong)序結合(he)(he)，使零件獲得良好的綜(zong)合(he)(he)機械性(xing)能(neng)；

淬火后零件的組(zu)織（馬氏體）：

回火：加熱至高于室溫(wen)(wen)而低于650℃的某一適當溫(wen)(wen)度(du)—長(chang)時間保溫(wen)(wen)—冷(leng)卻

目的：增加韌(ren)性、增加尺寸穩定性、減少淬火應(ying)力(li)

對于(yu)緊固(gu)件產品(pin)(pin)，我們需要在熱處理工藝控(kong)制(zhi)那些產品(pin)(pin)性能？

? 　硬度：表面/芯部(bu)

? 　強度(du): 抗(kang)拉強度(du)/保(bao)證(zheng)載荷

? 　顯微結構(gou)

? 　脫碳、滲碳

那么問題來(lai)了：

1、熱處(chu)理過程怎么控制？

1、1材料/零件：成份、晶粒度(du)、淬透性(xing)

1、2裝料：數量/重量/布局

1、3溫度設定：每個(ge)區循(xun)環

1、4周期時間(jian)：加熱(re)/保溫/淬火

1、5氣氛：碳勢/氣體流量

1、6淬火(huo)(huo)/回(hui)火(huo)(huo)延時(shi)時(shi)間

1、7淬火介質溫(wen)度/特性

2、熱處理設備

2、1氣(qi)氛流量(liang)控制：流量(liang)計(ji)，碳勢控制：氧探頭

2、2溫度控制：熱電偶(ou)

2、3儀表(biao)：面(mian)板控(kong)制(zhi)，多點(dian)控(kong)監測，電腦控(kong)制(zhi)系(xi)統。

3、淬火(huo)油分析：冷卻曲(qu)線、粘度(du)、含水量、閃點、懸(xuan)浮固體、總酸度(du)

緊(jin)固件熱處理(li)時做好四點，高質量順理(li)成章

緊固(gu)件的(de)熱處理(li)，除了一般(ban)的(de)質量(liang)檢(jian)查(cha)和控制外，還有一些特殊的(de)質量(liang)檢(jian)查(cha)和控制，掌握如(ru)下四個(ge)要點，以完成高質量(liang)緊固(gu)件熱處理(li)。

1.脫(tuo)碳與滲(shen)碳

在大批量(liang)熱處理生產過程中，金相法(fa)(fa)也(ye)好，顯微硬度法(fa)(fa)也(ye)好，只(zhi)能(neng)是定時抽檢(jian)。因為其檢(jian)查(cha)時間長，成本高。

為了及時判斷爐子(zi)的(de)控(kong)碳(tan)(tan)(tan)情況，可(ke)以用火花(hua)檢(jian)(jian)測和(he)洛氏(shi)硬度檢(jian)(jian)測對(dui)脫碳(tan)(tan)(tan)和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)作初步的(de)判斷。火花(hua)檢(jian)(jian)測是把淬過火的(de)零(ling)件，在砂輪(lun)機上由(you)表及里輕輕磨(mo)火花(hua)判別表層(ceng)和(he)心部的(de)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)是否一致。當(dang)然這要求操(cao)作者要有熟練的(de)技巧和(he)火花(hua)鑒別能力。

洛(luo)氏硬(ying)(ying)度(du)檢(jian)測是在(zai)六角螺栓的(de)(de)(de)一(yi)個側面(mian)上進行。先把淬過火的(de)(de)(de)零件(jian)的(de)(de)(de)一(yi)個六角平面(mian)用砂(sha)紙輕(qing)輕(qing)磨光，測第一(yi)次(ci)洛(luo)氏硬(ying)(ying)度(du)。然后(hou)再把這個面(mian)在(zai)砂(sha)輪機上磨去0.5mm左右，再測一(yi)次(ci)洛(luo)氏硬(ying)(ying)度(du)。如果兩次(ci)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)值基本(ben)相(xiang)同(tong)，說明既不脫碳(tan)(tan)(tan)(tan)、也不滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)。前(qian)次(ci)硬(ying)(ying)度(du)低于(yu)后(hou)次(ci)硬(ying)(ying)度(du)時，說明表(biao)面(mian)脫碳(tan)(tan)(tan)(tan)。前(qian)次(ci)硬(ying)(ying)度(du)高于(yu)后(hou)次(ci)時，說明表(biao)面(mian)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)。在(zai)一(yi)般(ban)情況下，兩次(ci)硬(ying)(ying)度(du)差在(zai)5HRC以內時，用金相(xiang)法或顯微硬(ying)(ying)度(du)法檢(jian)查時，零件(jian)的(de)(de)(de)脫碳(tan)(tan)(tan)(tan)或滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)基本(ben)在(zai)合格范圍內。

2.硬度與(yu)強度

在(zai)螺紋緊固件(jian)檢(jian)測(ce)中(zhong)，不能簡單(dan)的(de)根據硬(ying)度(du)值，查有關手冊，折合成強度(du)值。這中(zhong)間有一個淬透性因(yin)(yin)素的(de)影響。因(yin)(yin)為國家標準GB3098.1和國家標準GB3098.3中(zhong)規定仲裁(cai)硬(ying)度(du)是在(zai)零(ling)件(jian)橫截面(mian)的(de)1/2半(ban)徑處(chu)(chu)測(ce)量。拉力(li)試樣(yang)也是從(cong)1/2半(ban)徑處(chu)(chu)截取。因(yin)(yin)為不排(pai)除零(ling)件(jian)的(de)中(zhong)心部分(fen)有低硬(ying)度(du)、低強度(du)部分(fen)存在(zai)。

一(yi)般情況(kuang)下，材料的淬(cui)透性(xing)好，螺桿部橫截(jie)面(mian)上(shang)硬度(du)能均勻分布(bu)。只要硬度(du)合格，強度(du)和保(bao)證(zheng)應力也能達到要求。但(dan)是(shi)(shi)(shi)當材料的淬(cui)透性(xing)差時，雖(sui)然(ran)按規定的部位檢(jian)查，硬度(du)是(shi)(shi)(shi)合格的，但(dan)強度(du)和保(bao)證(zheng)應力往往達不到要求。尤其是(shi)(shi)(shi)表面(mian)硬度(du)趨于下限時。

為(wei)了把(ba)強度和(he)保證應(ying)力(li)控(kong)制(zhi)在合格(ge)范(fan)圍(wei)內，往往提高(gao)硬(ying)(ying)度的(de)下限值。如8.8級(ji)(ji)的(de)硬(ying)(ying)度控(kong)制(zhi)范(fan)圍(wei)：對M16以下的(de)規(gui)格(ge)為(wei)26~31HRC，M16含以上的(de)規(gui)格(ge)為(wei)28~34HRC為(wei)宜；10.9級(ji)(ji)控(kong)制(zhi)在36~39HRC為(wei)宜。10.9級(ji)(ji)以上則又另當別論(lun)。

3.再回火試驗

8.8~12.9級的(de)螺栓、螺釘(ding)和螺柱，應根據實際(ji)生(sheng)產中的(de)最低回火溫(wen)度(du)低10℃保溫(wen)30min的(de)再回火試(shi)驗(yan)。在同(tong)一試(shi)樣上(shang)，試(shi)驗(yan)前后三點硬度(du)平均值(zhi)之差不得超過(guo)20HV。

再回(hui)火試驗可(ke)以(yi)檢查因淬火硬度不足(zu)，用過低的(de)溫(wen)度回(hui)火來(lai)勉強到(dao)達規定的(de)硬度范圍的(de)不正確操作，保證零件的(de)綜(zong)合(he)力(li)學性(xing)能。特別是(shi)低碳(tan)馬氏(shi)體(ti)鋼制造的(de)螺紋緊固件，采用低溫(wen)回(hui)火，盡管其它力(li)學性(xing)能可(ke)以(yi)達到(dao)要求，但測(ce)量保證應力(li)時，殘(can)余伸長量波動很大(da)，遠遠大(da)于12.5um。而且在(zai)某些(xie)使用條件下會發生突然的(de)斷裂現(xian)象(xiang)。在(zai)一(yi)些(xie)汽(qi)車(che)及建筑用螺栓中，已出現(xian)過突然斷裂的(de)現(xian)象(xiang)。當采用最低回(hui)火溫(wen)度回(hui)火后，可(ke)降低上述現(xian)象(xiang)。但是(shi)用低碳(tan)馬氏(shi)體(ti)鋼制造10.9級螺栓時，應當特別慎(shen)重。

4.氫脆的檢查(cha)

氫脆(cui)的(de)敏感性隨緊固件的(de)強度增(zeng)加而增(zeng)加。對于10.9級(ji)及(ji)以上的(de)外螺紋緊固件或表(biao)面淬硬的(de)自攻(gong)螺釘以及(ji)帶有淬硬鋼制(zhi)墊圈的(de)組合(he)螺釘等電鍍后應進(jin)行除氫處理(li)。

除氫處(chu)理一(yi)般是在(zai)烘箱或回(hui)火爐中，在(zai)190~230℃下保(bao)溫(wen)4h以上(shang)，使氫擴散(san)出來。

螺(luo)紋緊(jin)固件(jian)可用旋(xuan)緊(jin)的辦法，在專用夾具上，旋(xuan)到使螺(luo)桿(gan)承受相當保證應力的拉力下，保持48h，松開后螺(luo)紋緊(jin)固件(jian)不產生斷裂。這種(zhong)方法就作為(wei)氫脆的檢查(cha)方法。

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