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浅谈机械制造中的热处理工艺

2019/11/19 阅读:

摘要:热处理工艺在机械制造过程中的运用极为必要,可大幅度提升零件加工质量和生产效率。文章对热处理工艺进行了阐述,并探讨了机械制造过程中热处理工艺的应用。

关键词:机械制造;热处理;工艺

1热处理工艺概述

为对金属切削加工、零件机械性能予以改善,譬如回火等,消解内应力,如时效、调质处理等情况,在机械加工工艺流程内,往往会设置热处理环节,该环节通常在机械加工前实施。就位置的安排来看,正火等通常在机械加工结束后实施,若热处理之后变形严重,还应加设最终加工工序。譬如切削加工,金属材料偏硬,加工难度大,会具有道具磨损严重等现象,为解决这一问题,需利用热处理工艺以有效控制硬度,避免道具表层过度磨损。就高碳钢而言,囊括较多铁素体,使用时间较短且极为粗糙,此时可借助正火工艺改善钢的切削性能。而就中碳钢来看,其碳含量在利用正火热处理工艺后正好与加工水平一致,将大幅改善其表层粗糙情况。通过热处理,金属材料对应的接触、弯曲疲劳强度有所变化,在硬度缩减的同时,疲劳强度上升,让材料可契合切削加工所提工艺要求。

2机械制造过程中的热处理工艺

1)钢淬火工艺。淬火处理可视为是体化转变过程,通过奥斯体化作用之后,钢转变为冷却状态,而后开始贝式体抑或马氏体转化。借助淬火将增加钢的硬度,从而契合生产标准。淬火适用范围较宽,在较多操作中均可体现最佳效用,如模具,经由淬火处理,可增加硬度,改善耐磨性。淬火期间,作业人员需选取适宜的淬火冷却介质与温度,从而保证淬火质量及效果。在对钢件实施淬火处理时,作业人员应先明确其关键成分,在此基础上设置最佳淬火温度;淬火介质通常对钢件实施冷却处理,类型多元,囊括盐水、水等,淬火期间,淬火介质至关重要。作业人员对淬火冷却介质选择期间,需对介质冷却速度加以思考,保证其为处在慢冷却状态,若为快冷却状态,则钢件内部将被较强内应力干扰而具有变形、开裂等情况,使得钢件淬火质量不佳。实践期间,大多数机械制造企业往往以水为淬火介质,因其具备较好冷却性、成本不高,并存在极大的热容量;位于高温区内,矿物油匮乏较好冷却性,而位于低温区,其冷却性能极强,较多企业基于此特征在合金钢淬火期间以矿物油为主要冷却介质。2)钢回火工艺。在作业人员对钢件实施淬火处理以后,便能进行回火工序。就回火工艺而言,表示淬火结束后,其碳化物、马氏体分解物出现聚集效应并扩散。淬火期间,在冷却速度略快时,钢件内部将滋生较大内应力,此时利用回火工艺的关键即稳定钢件内部组织,避免其形状改变抑或具有分裂现象滋生。具体实践时,回火温度往往被区分为如下几种,即高温、中温与低温。不同温度环境下,钢件将发生不同反应,如高温回火能对钢件内应力进行消除,中温回火能对钢件较好的塑性、韧性加以保护,低温回火则能缩减钢件内应力,改善其硬度。3)钢件表面处理。机械制造过程中,机器内的多个部件均需基于动载荷、摩擦环境运行,在此情形下,相应部件便需拥有一定的耐磨性与硬度,且心部还应存在一定的强度,如此方可承载各种载荷与摩擦应力,为生产的顺利实施予以支撑。具体实践时,钢的淬火与回火工艺无法契合相应部件所提生产需求,怎样选择行之有效的热处理工艺改善部件性能、增加强度,就变为作业人员必须思考与解决的问题。在此背景下,钢件表面处理工艺顺时而生,此工艺具体用于处理钢件表面,经由对钢件组织结构的改变,改善其性能与强度,加强其对各大载荷的承受力[1]。

3机械制造中热处理工艺的应用

磨削加工期间,辅以热处理工艺的流程:借助高精度尺寸适用于磨削加工,选择淬火回火工艺,磨削期间若有裂纹,那么平面磨削时可能因磨砂端面齿平面过于粗糙影响加工。对此,便需选取适宜的砂轮粒度与高效冷却剂实施热处理。热处理期间,车轮硬度为300-400HB应选择调质工艺,齿轮进行淬火处理后,公法线长度发生变化,对开裂性较大的粗活产品实施冷加工时,需把公法线限定于中、下差,确保热处理以后的公差范围契合标准。就热处理路线以及加工供需处理而言,需确保在淬火产品实施热处理以前基本成型;就易开裂产品,应选择全场中频淬火工艺[2-4]。就大模数齿坯的调质而言,受被淬透层深度影响,需选择先开齿后调质的方式以确保齿根部充分淬透。要与设计标准中的硬度,疲劳、弯曲疲劳强度要求相一致,可选择如下方式:一是大模数齿轮选择齿部开槽调质,先开槽再冷却,经由此对齿部冷却条件加以改善;二是基于钢材淬透性进行选择,以淬透性低的合金元素为主,缩减成本。

4结束语

在机械制造过程中选用适宜的热处理工艺极为重要,可缩减能耗并改善机械制造质量。文章主要探讨了机械制造过程中的几大常用热处理工艺,望以此为有关人员作业予以参考。

参考文献:

[1]徐刚.钻杆焊区热处理工艺简述与分析[J].石油和化工设备,2017,20(6):50-51+54.

[2]王俊舟.剖析金属材料热处理的新工艺[J].科学技术创新,2019(22):174-175.

[3]蒋宁.金属模具制造中的热处理技术[J].重庆工学院学报(自然科学版),2007(10):56-58.

[4]王景梅.薄壁零件热处理变形工艺优化研究[D].长春:长春理工大学,2012.

作者:曹国英 单位:三门峡职业技术学院机电工程学院

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