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表面熱處理是只加熱工件表層,以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部,使用的熱源須具有高的能量密度,即在單位面積的工件上給予較大的熱能,使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理,常用的熱源有氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變,得到馬氏體或貝氏體組織,然后配合以不同溫度的回火,以大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等,從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。
化學(xué)熱處理是通過改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?;瘜W(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分?;瘜W(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其他合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱,保溫較長時間,從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后,有時還要進行其他熱處理工藝如淬火及回火?;瘜W(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分。化學(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。
熱處理是機械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體來說,它可以保證和提高工件的各種性能 ,如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài),以利于進行各種冷、熱加工。
固溶處理是為了溶解基體內(nèi)碳化物、γ’相等以得到均勻的過飽和固溶體,便于時效時重新析出顆粒細(xì)小、分布均勻的碳化物和γ’等強化相,同時消除由于冷熱加工產(chǎn)生的應(yīng)力,使合金發(fā)生再結(jié)晶。其次,固溶處理是為了獲得適宜的晶粒度,以保證合金高溫抗蠕變性能。固溶處理的溫度范圍大約在980~1250℃之間,主要根據(jù)各個合金中相析出和溶解規(guī)律及使用要求來選擇,以保證主要強化相必要的析出條件和一定的晶粒度。對于長期高溫使用的合金,要求有較好的高溫持久和蠕變性能,應(yīng)選擇較高的固溶溫度以獲得較大的晶粒度;為了達到淬火的目的,通常必須加速零件在高溫段內(nèi)的冷卻速度,并使之超過鋼的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。對于中溫使用并要求較好的室溫硬度、屈服強度、拉伸強度、沖擊韌性和疲勞強度的合金,可采用較低的固溶溫度,保證較小的晶粒度。高溫固溶處理時,各種析出相都逐步溶解,同時晶粒長大;低溫固溶處理時,不僅有主要強化相的溶解,而且可能有某些相的析出。對于過飽和度低的合金,通常選擇較快的冷卻速度;對于過飽和度高的合金,通常為空氣中冷卻。
1.形狀比較復(fù)雜的模具,在粗加工以后即進行熱處理,然后進行精加工,才能保證熱處理時變形量小,對于精密模具,變形應(yīng)小于0.05%。
2.塑料模型腔表面要求十分嚴(yán)格,因此在淬火加熱過程中要確保型腔表面不氧化、不脫碳、不侵蝕、不過熱等。應(yīng)在保護氣氛爐中或在嚴(yán)格脫氧后的鹽浴爐中加熱,若采用普通箱式電阻爐加熱,應(yīng)在模腔面上涂保護劑,同時要控制加熱速度,冷卻時應(yīng)選擇比較緩和的冷卻介質(zhì),控制冷卻速度,以避免在淬火過程中產(chǎn)生變形、開裂而報廢。一般以熱浴淬火為佳,也可采用預(yù)冷淬火的方式。沒有外力存在時,彈性物體內(nèi)所保存的應(yīng)力叫做內(nèi)應(yīng)力,它的特點是在物體內(nèi)形成一個平衡的力系,即遵守靜力學(xué)條件。
3.淬火后應(yīng)及時回火,回火溫度要高于模具的工作溫度,回火時間應(yīng)充分,長短視模具材料和斷面尺寸而定,但至少要在40~60min以上。