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霸州市牛氏五金制品有限公司

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减小QPQ表面处理变形需要合理的热处理工艺是什么?

2023-04-14 14:58:55

温度是变形的关键因素

工业上实际应用的表面处理工艺形式非常多,但是它们的基本过程都是热作用过程,都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及表面处理周期等几个参数来描述。在表面处理工艺中,要用到各种加热炉,金属表面处理便在这些加热炉中进行(如基本表面处理中的退火、淬火、回火、化学表面处理的渗碳、渗氮、渗铝、气相多元复合共渗、渗铬或去氢等等)。因此,加热炉内的温度测量就成为热表面处理的重要工艺参数测量。每一种白表面处理工艺规范中,温度是很重要的内容。如果温度测量不准确,表面处理工艺规范就得不到正确的执行,以至造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是表面处理工艺的关键,也是影响变形的关键因素。

(1)工艺温度降低后工件的高温强度损失相对减少,塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗淬火变形、抗高温蠕变的综合能力增强,变形就会减少;

(2)工艺温度降低后工件加热、冷却的温度区间减少,由此而引起的各部位温度不一致性也会降低,由此而导致的热应力和组织应力也相对减少,这样变形就会减少;

(3)如果工艺温降低、且热处理工艺时间缩短,则工件的高温蠕变时间减少,变形也会减少。

减小QPQ表面处理变形需要合理的热处理工艺是什么?

例如经表面处理后的20CrNi2MoA钢齿圈齿表面、齿心部硬度及有效硬化层深度均达到要求模数mn=12mm的齿圈经不同温度球化退火后的硬度梯度曲线。由图1可以看出,在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化加680℃等温处理的硬度梯度结果相近,未经球化退火的齿轮的硬度较前两个低。这是因为球化退火可使淬火后渗层表面残留奥氏体量减少,从而提高了齿表面硬度,因此20CrNi2MoA钢齿圈渗碳后应采用球化退火工艺,同时为减表面处理变形,在650℃球化退火效果更好。

减小QPQ表面处理变形需要合理的热处理工艺是什么?

变形的其它影响因素及减小措施

(1)预备表面处理

正火硬度过高、混晶、大量索氏体或魏氏组织都会使内孔变形增.大,所以要用控温正火或等温退火来处理锻件。金属的正火、退火以及在进行淬火之前的调质,都会对金属的变形量产生一定的影响,直接影响到的是金属组织结构上的变化。实践证明,在正火时采用等温(分级)淬火可有效地使金属组织结构趋于均匀,从而使其变形量减小。

(2)运用合理的冷却方法

金属淬火后冷却过程对变形的影响也是很重要的一个变形原因。在淬透的情况下,热油淬火比冷油淬火变形小,一般控制在100±20℃。油的冷却能力对变形也是至关重要的。淬火的搅拌方式和速度均影响变形。金属表面处理冷却速度越快,冷却越不均匀,产生的应力越大,模具的变形也越大。可以在保证模具硬度要求的前提下,尽量采用预冷;采用分级冷却淬火能显著减少金属淬火时产生的热应力和组织应力,是减少一些形状较复杂工件变形的有效方法;对一些特别复杂或精度要求较高的工件,利用等温(或分级)淬火能显著减少变形。

(3)零件结构要合理

金属表面处理后在冷却过程中,总是薄的部分冷得快,厚的部分冷得慢。在满足实际生产需要的情况下,应尽量减少工件厚薄悬殊,零件截面力求均匀,以减少过渡区因应力集中产生畸变和开裂倾向;工件应尽量保持结构与材料成分和组织的对称性,以减少由于冷却不均引起的畸变;工件应尽量避免尖锐棱角、沟槽等,在工件的厚薄交界处、台阶处要有圆角过渡;尽量减少工件上的孔、槽筋结构不对称;厚度不均匀零件采用预留加工量的方法。

(4)采用合理的装夹方式及夹具

目的使工件加热冷却均匀,以减少热应力不均,组织应力不均,来减小变形,可改变装夹方式,盘类零件与油面垂直,轴类零件立装,使用补偿垫圈,支承垫圈,叠加垫圈等,花键孔零件可用渗碳心轴等。


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