热处理新工艺
机械工程材料是人类社会发展的重要物质基础,它用来满足人类生产和生活的各种需要,在机械工程材料中其中金属材料为国民经济的发展提供了可靠的物质保障,金属材料之所以得到广泛应用是由于他来源丰富而且还是具有优良的使用性能与工艺性能。所以在机械制造中正确运用热处理工艺才能充分发挥金属材料的潜力,提高产品质量减轻机器重量降低成本延长使用寿命。
热处理工艺的应用对于生产和人类社会的发展具有重要的影响,随着现代社会的发展,科技水平的不断提高和完善,在金属材料和热处理方面有了更快更好的发展。随着现代化工农业及科学技术的发展,人们对金属材料性能要求也越来越高因此热处理工艺有必要进行改革,热处理工艺通过不断改革加热和冷却技术形变热处理、真空热处理、可控气氛热处理、激光热处理等以及创造新的热处理工艺。热处理新工艺和技术的发展主要是为了提高零件的强度、韧性、增加零件的耐磨性和抗疲劳能力,减少热处理工程中零件的变形,节约能源,降低成本,提高经济效益,减少或防止环境污染等。对于热处理工艺有很多种这里只对形变热处理、真空热处理、可控气氛热处理、激光热处理和电子式热处理作简单介绍。
1、形变热处理
形变强化和热处理强化是金属及合金最基本的强化方法,将塑性变形与热处理有机结合在一起的一种新工艺方法、它能同时获得形变强化和相变强化的综合效果,形变热处理又可分为高温形变热处理和
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低温形变热处理两种。
1)高温形变热处理
高温形变热处理是将钢加热到奥氏体化温度以上,进行塑性变形然后进行淬火,回火的综合工艺方法。这种工艺的主要特点可以提高材料强度、硬度及其韧性,使钢的综合机械性能得到显著改善。高温形变热处理对钢没有特殊的要求,但是这种工艺简化了工艺从而能够节约能源降低生产成本,这种工艺主要适合用于加工较小的锻件或轧件。
2)低温形变热处理
低温形变热处理同高温形变热处理都是将钢加热到奥氏体化温度以上然后冷却到500℃~600℃之间进行塑性变形,随后淬火回火,这种工艺因温度低,速度快,强化效果好常用于高速工具钢刀具,模具等,低温形变热处理能够保证塑性韧性不降低的情况下从而提高零件的强度和耐磨性。
2真空热处理
真空热处理是真空技术与热处理技术相结合的新型热处理技术,他是指将工件置于有一定真空度的加热炉内进行的热处理其中包括低真空、中等真空、高真空和超高真空。真空热处理可以实现几乎所有的常规热处理所能涉及的热处理工艺,热处理质量大大提高。真空热处理同时可以实现无氧化、无脱碳、无渗碳可用去掉工件
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面的磷屑,并有脱脂除气等作用从而达到表面光亮净化的效果。
真空热处理包括真空退火、真空淬火、真空回火及真空化学热处理等。
其特点是:
①工件在真空中进行热处理无氧化、脱碳现象工件表面质量好
②工件表面氧化物、油污等在真空中加热分解从而净化工作表面提高疲劳强度改善韧性
③真空中无对流传热,工件升温缓慢均匀,热处理变形小
④节省能源、减少污染、劳动条件好但成本高
3、可控气氛热处理
工件在炉气成分可以控制的加热炉内进行的热处理可以成为可控气氛热处理。可控气氛热处理其应用拥有很多优点,可以减少和防止工件在热处理中氧化和脱碳现象,课进行控制表面碳浓度的渗碳和氧化,可实现光亮热处理保证工件尺寸精度,可进行穿透渗碳热处理。用于热处理的可控气氛类型很多,常用的主要有放热式气氛、吸热式气氛及滴注式气氛等。放热式气氛是燃料气按照一定比例与空气混合靠自身的燃烧而制成的气体,主要用于防止加热时的氧化。吸热式气氛是燃料气按照一定比例与空气混合后通入发生器加热在媒介作用下经吸热而生成的气体主要用作渗碳气氛好高碳钢的保护气氛。滴注式气氛是利用有机液体混合滴入加热到一定温度密封在炉内裂解形成的气氛,主要用于渗碳,碳氮共渗、软氧化、保护气氛、淬火和退火等。
4、激光热处理
激光热处理是利用激光束的高能量快速加热工件表面然后依靠工件自身导热性冷却而使其淬火强化的热处理新工艺。激光加热具有
极高的功率密度。工件传导散热无法及时将能量传走,使工件被激光照的区域迅速升温达到奥氏体化温度实现快速加热,其特点①可对各种复杂零件局部进行表面淬火②加热速度快不用淬火介质③能提高工件表面硬度和耐磨性④工件淬火后几乎无变形,质量好,无污染,易实现自动化,但成本高安全性低。
5、电子束表面淬火
电子束表面淬火是利用高能量密度的电子束加热,进行表面淬火的新技术,一般来说,电子束表面淬火同一般表面淬火没有什么区别,然而由于电子束加热速度和冷却速度快,在相变过程中奥氏体化时间很短。电子束表面淬火质量好工件基本性能几乎不受什么影响,是一种高效率的热处理新技术。
由于热处理工艺的应用在机械制造中具有重要的影响,因此正确运用热处理,了解其作用,特点是非常重要的。所以面对现代这个社会人们尤其是机械制造工程人员更应该了解并熟练运用热处理这一综合工艺。
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