中文中文繁体 EnglishEnglish 日本語日本語 DeutschDeutsch РусскийРусский
御嘉鑫LOGO  深圳市御嘉鑫科技股份有限公司
工艺介绍  工艺介绍
医疗器械配件  你当前的位置:首页 > 工艺介绍 > 详细工艺说明

热处理变形原因及其控制方法


 

发布日期:[2024/1/25]
 

一、温度是变形的关键因素

工业上实际应用的热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、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。

在热处理工艺中,要用到各种加热炉,金属热处理便在这些加热炉中进行,如基本热处理中的退火、淬火、回火、化学热处理的渗碳、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处理的重要工艺参数测量。每一种热处理工艺规范中,温度是很重要的内容。如果温度测量不准确,热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热处理工艺的关键,也是影响变形的关键因素。

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。

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;

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。

二、变形的其它影响因素及减小措施

1.预备热处理
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,都会对金属最终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。

金属热处理冷却速度越快,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
金属热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。
5.机械加工
当热处理是工件加工过程的最后工序时,热处理畸变的允许值应满足图样上规定的工件尺寸,而畸变量要根据上道工序加工尺寸确定。为此,应按照工件的畸变规律,热处理前进行尺寸的预修正,使热处理畸变正好处于合格范围内。当热处理是中间工序时,热处理前的加工余量应视为机加工余量和热处理畸变量之和。通常机械加工余量易于确定,而热处理由于影响因素多比较复杂,因此为机械加工留出足够的加工余量,其余均可作为热处理允许畸变量。热处理后再加工,根据工件的变形规律,施用反变形、收缩端预胀孔,提高淬火后变形合格率。
6.采用合适的介质
在保证同样硬度要求的前提下,尽量采用油性介质,实验和实践证明,再其他条件无差异的前提下,油性介质的冷却速度较慢,而水性介质的冷却速度则相对快一些。而且,和油性介质相比,水温变化对水性介质冷却特性的影响较大,在同样的热处理条件下,油性介质相对水性介质淬火后的变形量要相对小要稳定。

结论

热处理能改善零件的力学性能,提高零件的强度和硬度,满足各种性能需要,但引起的变形影响是不可避免的。在选择预防热处理变形的具体方法时,应根据具体情况制定具体办法,许多办法都是源于实践,要反复试验才能探索规律。