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工件硬化前的预先热处理工艺

为了保证硬化件心部具有必要的机械性能,消除加工过程中产生的内应力,减少硬化变形,为获得良好的硬化层组织性能提供必要的原始组织,并为机械加工提供条件,工件硬化前必须进行不同的预先热处理。

 

1、硬化前的预先热处理工艺要求

预先热处理中最后一道工序的加热温度至少要比硬化温度高2040℃。例如,40Cr在氮化前应进行调质处理,即40Cr在淬火后进行高温回火处理,回火温度在560~600之间,比氮化温度高2040℃。否则,工件在氮化过程中其心部组织及力学性能将发生变化,工件的变形无规律,变形量将无法控制。

 

2、常用的预先热处理工艺

常用的预先热处理工艺有调质、淬火+回火、正火及退火。

 

不锈钢硬化前的预先热处理一般采用淬火+回火,目的是为了消除加工应力和改善组织。对硬度要求不高的工件可采用退火处理。奥氏体不锈钢通常采用固溶处理。

 

调质是结构钢常用的预先热处理工艺,调质的回火温度至少要比硬化温度高2040。回火温度越高,工件硬度越低,基体组织中碳化物弥散度愈小。因此,回火温度应根据对基体性能和硬化层性能的要求综合确定。调质后理想的组织是细小均匀分布的索氏体组织,不允许存在粗大的索氏体组织,也不允许有较多的游离铁素体存在。

调质引起的脱碳对硬化层脆性和硬度影响很大,所以调质前的工件应留有足够的加工余量,以保证机械加工时能将脱碳层全部切除。对硬化后要求变形很小的工件,在精加工前(如精磨)还应进行一次或多次稳定化处理,处理温度应处于调质温度和硬化温度之间。调质后,若工件的硬度或金相组织不合格,允许返工。

 

工、模具钢硬化前的预先热处理一般采用淬火+回火处理。

 

正火预先热处理只适用于对心部强度和韧性要求不高的工件,正火时冷却速度不宜过慢。尺寸较大的工件不宜采用正火处理,因正火时过慢的冷却速度会产生粗大组织,硬化后表面硬度低且不均匀。正火后不合格的工件允许返工。

 

球铁的预先热处理多采用正火处理。

 

退火处理在钛合金中运用较多,结构钢中极少采用退火处理。38CrMoAl钢不允许采用退火处理,否则硬化层组织中易出现不利的针状化合物。

 

对于经过变形(如冲压、锻造、机加工等)的工件,应进行去应力退火处理,以减少变形。

 

还需说明的是,正火时冷却速度不易过慢,调质时回火温度不应过高,保温时间不应太长。截面尺寸大的工件不易用正火态,而应调质处理,这是因为细小的原始组织比粗大的原始组织硬化后有更高的表面硬度及良好的硬度梯度。

 

 

 

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