金属加热时,工件暴露在空气中,常常发作氧化、脱碳(即钢铁零件外表碳含量降低),这对于热处理后零件的外表功能有很不利的影响。因而金属一般应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装办法进行保护加热。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用广的金属,而且钢铁显微组织也为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却,通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制其性能的一种工艺。
钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化,以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度,耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主,其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
调质处理:一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织,它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关,一般在HB200-350之间。
钎焊:用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺
提高劳动生产率、降低生产成本,获得的经济效益永远是热处理生产和所有企业追求的目标。实现高生产效率的重要前提是单一品种的批量化生产。在大批量、规模化生产条件下,采用生产过程自动化、质量的在线信息化、工艺参数和质量效果的模拟和自适应控制可限度地提高生产效率,实现无人作业,由此也可以完全消除人为因素,保证产品质量低分散度。缩短生产周期的热处理工艺既能节约能源,也能提高生产效率。提高设备的可靠性、减少故障率,可以减少维修次数、减少时间。在多品种小批量生产方式下采用柔性设备和多用设备生产线也可提高生产效率。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能热处理设备是对工件进行退火、回火、淬火、加热等热处理工艺操作的设备。
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