热处理是金属材料的热工艺之一,它是各类机械制造业工艺中重要的一环,尽管选材适当,但没有相应的热处理工艺,就不能满足各种使用的要求,也没有发挥材料潜在的能力。
所谓热处理就是将金属成材或零件加热到一定温度,并在此温度下停留一段时间,然后以适当的冷却速度冷却至一定温度的工艺过程。热处理改变金属内的组织结构,从而改善金属的性能,使其满足各种使用要求。鸿恩现将现代工业使用中的各类热处理工艺做如下介绍
退火
将金属成材或零件加热到较高温度,保持一定时间,然后缓慢冷却,以得到接近于平衡状态组织的工艺方法,称为退火。
退火的主要目的是;降低硬度,改善加工性能;增加塑性和韧性;消除内应力;改善内部组织,为最终热处理做好准备。
根据退火的目的和工艺特点,可分为完全退火,不完全退火,等温退火,球化退火,去应力退火,再结晶退火和扩散退火等七类,鸿恩不完全退火和完全退火
安零件需退火需退火部分的体积可分为整体退火及局部退火,按零件表面状态可分为黑皮退火和光亮退火等。
铸铁件的退火主要包括脱碳退火,各种石墨化退火及消除应力退火等。有色金属零件主要有再结晶退火,消除应力退火及铸态的扩散退火等。
正火
将金属成材或零件加热到一定温度,保温后在空气中冷却,已得到较细的珠光体类组织的工艺方法,称为正火。
正火与退火基本上相似,正火的目的是:提高碳钢的硬度,改善切削加工性;细化晶粒,是内部组织均匀,最后为热处理做准备;消除内应力,并防止淬火中变形开裂。
鸿恩正火主要用于低碳钢,中碳钢和低合金钢,而对于高碳钢和高合金钢则不常用。正火与退火比较,正火后钢的强度和硬度都比退火高,正火工艺简单,经济,应用很广,与退火相比成本也较低。
淬火
淬火是吧金属成材或零件加热到相变温度以上,保温后,以大于临界冷却速度的速度急剧冷却,以获得马氏体组织的热处理工艺,
淬火是为了得到马氏体组织,在经过回火后,使工件获得良好的使用性能,以充分发挥材料的潜力。其主要目的是:
提高金属成材或零件的力学性能。例如;提高工具,轴承等的硬度和耐磨性,提高弹簧的弹性极限,提高轴类零件的综合力学性能等。
改善某些特殊钢的力学性能或化学性能。提高不锈钢的耐蚀性,增加磁钢的永磁性等。
淬火冷却时,除需合理选用淬火介质外,还要有正确的淬火方法,鸿恩常用的淬火方法,主要有单液淬火,双液淬火,分级淬火,等温淬火预冷淬火和局部淬火等。
钢材或金属材料零件被热处理时选用不同的淬火工艺,其目的除了为使其得到所需要的组织和适当的性能外,淬火工艺还应保证被处理的零件尺寸和几何形状的变化尽可能地小,以保证零件的精度。
回火
回火是指将淬火后的钢材或零件加热到临界点以下的某一温度,保温一定的时间后,以一定速度冷却至温室的热处理工艺的总称。回火是淬火后紧接着进行的一种操作,通常也是工作进行热处理的最后一刀工序,因而把淬火和回火的联合工艺称为最终热处理。
淬火回火的主要目的是:
减少内应力和降低脆性。淬火件存在的应力和脆性,如不及时回火往往会产生变形甚至开裂。
调整工件的力学性能,工件淬火后硬度高,脆性大,为了满足各种工作不同的性能要求,可以通过回火来调整硬度,强度,塑性和韧性。
稳定工件尺寸,通过回火可使金相组织趋于稳定,以保证在以后的使用过程中不再发生变形。
改善某些合金钢的切削性能。
再生产中,常根据对工件性能的要求,按加热温度的不同,把回火分为低温回火,中温回火和高温回火。
淬火和随后高温回火相结合的热处理工艺,鸿恩称为调质。调质的目的是获得回火索氏体,使工件具有良好的综合力学性能,即在具有高强度的同时,又有好的塑性和韧性。主要用于处于处理承受较大载荷的机器结构零件,如机床主轴,汽车后桥半轴,汽车后桥半轴,强力齿轮等。