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金属热处理的工艺

发布来源:东莞挣鑫金属表面处理厂  发布日期: 2022-08-20  访问量:398
??热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。

? 加热是热处理的重要过程之一。金属热处理的加热方法有很多。首先,木炭和煤被用作热源,然后液体和气体燃料被用作热源。电的应用使加热易于控制,无环境污染。这些热源可以直接加热,也可以间接加热熔融盐或金属,甚至浮动颗粒。

? 金属加热时,工件暴露在空气中,经常氧化脱碳(即钢件表面碳含量降低),对热处理后零件的表面性能有非常不利的影响。因此,金属通常应在可控气氛或保护气氛、熔融盐和真空中加热,或涂层或包装方法。

? 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度 ,是保证热处理质量的主要问题。加热温度因金属材料和热处理的目的而异,但一般加热到相变温度以上,以获得高温组织。此外,转换需要一定的时间,因此当金属工件表面达到所需的加热温度时,必须保持一定的温度,使内外温度一致,使显微组织完全转换,称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。

? 冷却也是热处理过程中不可缺少的一步。冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。一般来说,退火的冷却速度较慢,正火的冷却速度更快,淬火的冷却速度更快。但由于钢种不同,也有不同的要求。例如,空硬钢可以以与正火相同的冷却速度硬化。

? 金属热处理工艺一般可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一类可分为几种不同的热处理工艺。采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。钢是工业上应用较广泛的金属,钢的显微组织也是较复杂的,因此钢的热处理工艺种类繁多。

? 整体热处理是一种金属热处理工艺,对工件进行整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体力学性能。钢铁的整体热处理大致包括退火、正火、淬火和回火。

? 退火是将工件加热到适当的温度,根据材料和工件尺寸采用不同的绝缘时间,然后缓慢冷却,使金属内部组织达到或接**衡,获得良好的工艺性能和使用性能,或为进一步淬火做准备。正火是将工件加热到适当的温度,然后在空气中冷却。正火的效果类似于退火,但组织更薄,通常用于提高材料的切割性能,有时用于一些低要求的零件作为较终热处理。

? 淬火是在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬火介质中快速冷却工件。钢件淬火后变硬,但同时变脆。为降低钢件的脆性,淬火后的钢件高于室温,低于650℃在适当的温度下长时间保温,然后冷却,称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的四把火

? 随着加热温度和冷却方式的不同,四火演变成了不同的热处理工艺。将淬火与高温回火相结合,以获得一定的强度和韧性,称为调质。为了提高合金的硬度、强度或电磁性,在某些合金淬火形成过饱和固溶体后,将其长期保持在室温或稍高的适当温度下。这种热处理工艺称为及时处理。$Page_Split$

? 压力加工变形与热处理有效紧密结合,使工件具有良好的强度和韧性,称为变形热处理;负压大气或真空中的热处理称为真空热处理,不仅能使工件不氧化,不脱碳,保持工件表面清洁,提高工件性能,还能通过渗透剂进行化学热处理。

? 表面热处理是一种金属热处理工艺,只加热工件表面,以改变其表面的力学性能。为了只加热工件表面而不将过多的热量传递到工件中,所使用的热源必须具有较高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热量,使工件表面或局部能够在短时间或瞬间达到高温。火焰淬火和感应加热热处理是表面热处理的主要方法,如火焰、感应电流、激光和电子束等。

? 化学热处理是通过改变工件表面化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理的区别在于后者改变了工件表面的化学成分。化学热处理是在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热工件,使工件表面渗透碳、氮、硼和铬。淬火和回火等热处理工艺有时会渗入元素后进行。渗碳、渗氮、渗金属是化学热处理的主要方法。

? 热处理是机械零件和工模制造过程中的重要工艺之一。一般来说,它可以保证和提高工件的耐磨、耐腐蚀等各种性能。它还可以改善空白的组织和应力状态,有利于各种冷热处理。

? 例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁,提高塑性;齿轮采用正确的热处理工艺,使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高;另外,价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能,可以代替某些耐热钢、不锈钢;工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。
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