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热处理工艺一般包含加热、保温、冷却三个进程,有时只有加热和冷却两个进程。这些进程相互衔接,不行间断。加热是热处理的重要工序。
金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度较快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。
常见概念
1.正火:将钢材或钢件加热到临界点Ac3(对于亚共析钢)或Accm(过共析钢)以上30℃—50℃,保温适当时间后,在自由流动的空气中均匀冷却的热处理工艺为正火.
正火后的组织:亚共析钢为F+S,共析钢为S,过共析钢为S+Fe3CⅡ正火与完全退火的主要差别在于冷却速度快些,目的是让钢组织正常化,亦称常化处理。
2.退火:将亚共析钢工件加热至AC3以上20-40度,保温一段时间后,随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
安全防护
(1)制定和执行电气设备用电安全规程,包括开启炉门电气的联销、炉壳的接地、防止触电的保护、高频设备的屏蔽、高压电的漏电防护及控制柜的保护等,以保证人和设备的安全。生产操作地应采取绝缘的劳动措施和配备防护用品。
(2)燃料炉和可控气氛炉应防爆,包括防止煤气和可控气氛回火和熄火,防止煤气和可控气氛泄露,防止可控气氛炉排气工艺操作不当引起爆炸,防止可控气氛炉和煤气炉停炉后残存在炉内可燃气氛意外被点*炸。为此应设立相应的控制装置。
(3)防止在高温作业下被和,配备必要的劳动保护用品。
(4)防止有害物料早报管、搬运、使用以及物料的有害反应产物对操作者的直接伤害,建立相应的操作、保管规程。
(5)防止喷砂等工序产生粉尘的直接伤害。设备应密闭和抽风除尘。
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