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热处理工艺----让你一看就明白

点击数:8572015-11-20 09:28:50 来源: 邯郸市猴年膨胀螺丝有限公司|车修壁虎|内爆|外爆|套管壁虎|化学锚栓|地脚螺丝|螺母|螺栓

新闻摘要:将固态金属通过特定的加热和冷却方法,使之获得工程上所需性能的一种工艺过程的总称,热处理过程怎么控制?

什么叫热处理?


将固态金属通过特定的加热和冷却方法,使之获得工程上所需性能的一种工艺过程的总称,它包括加热、保温和冷却三个阶段。下图为热处理工艺示例。



热处理共有四把火:退火、正火、淬火、回火。在紧固件生产加工过程中使用到:退火、淬火、回火。


第一把火


退火加热到适当温度保温缓慢冷却。下图为退火工艺示例。



退火目的:


1)降低硬度,便于切削加工。

2)消除锻、铸、焊接件的组织缺陷

3)细化晶粒,改善组织,作为预备热处理为最终热处理作准备。

4)消除应力,防止变形和开裂。


紧固件退火工序主要在冷镦前,主要的作用是细化晶粒、改善组织,消除应力,防止冷镦开裂。球化退火金相组织见下图。



第二把火和第三把火是联合起来使用的。一般在紧固件件行业中通常称为调质处理。调质处理即淬火加回火的热处理工艺,以获得回火索氏体组织,其中渗碳体呈颗粒状均匀分布。以期获得良好的综合机械性能。


淬火加热到适当温度保温在油淬冷介质中快速冷却。下图为淬火瞬间冷却阶段示意图。



注意:为了防止淬火裂纹的产生,紧固件不推荐使用水作为冷却介质。


淬火的目的:


1)获得马氏体组织,提高硬度、强度和耐磨性;

2)减少内应力,避免变形和开裂;

3)与随后的回火工序结合,使零件获得良好的综合机械性能;

淬火后零件的组织(马氏体):



回火加热至高于室温而低于650℃的某一适当温度—长时间保温—冷却


目的:增加韧性、增加尺寸稳定性、减少淬火应力



对于紧固件产品,我们需要在热处理工艺控制那些产品性能?


•  硬度:表面/芯部

•  强度: 抗拉强度/保证载荷

•  显微结构

•  脱碳、渗碳


那么问题来了:


1、热处理过程怎么控制?

1、1材料/零件:成份、晶粒度、淬透性

1、2装料:数量/重量/布局

1、3温度设定:每个区循环

1、4周期时间:加热/保温/淬火

1、5气氛:碳势/气体流量

1、6淬火/回火延时时间

1、7淬火介质温度/特性


2、热处理设备

2、1气氛流量控制:流量计,碳势控制:氧探头

2、2温度控制:热电偶

2、3仪表:面板控制,多点控监测,电脑控制系统。

3、淬火油分析:冷却曲线、粘度、含水量、闪点、悬浮固体、总酸度




紧固件热处理时做好四点,高质量顺理成章




紧固件的热处理,除了一般的质量检查和控制外,还有一些特殊的质量检查和控制,掌握如下四个要点,以完成高质量紧固件热处理。


1.脱碳与渗碳


在大批量热处理生产过程中,金相法也好,显微硬度法也好,只能是定时抽检。因为其检查时间长,成本高。


为了及时判断炉子的控碳情况,可以用火花检测和洛氏硬度检测对脱碳和渗碳作初步的判断。火花检测是把淬过火的零件,在砂轮机上由表及里轻轻磨火花判别表层和心部的碳量是否一致。当然这要求操作者要有熟练的技巧和火花鉴别能力。


洛氏硬度检测是在六角螺栓的一个侧面上进行。先把淬过火的零件的一个六角平面用砂纸轻轻磨光,测第一次洛氏硬度。然后再把这个面在砂轮机上磨去0.5mm左右,再测一次洛氏硬度。如果两次的硬度值基本相同,说明既不脱碳、也不渗碳。前次硬度低于后次硬度时,说明表面脱碳。前次硬度高于后次时,说明表面渗碳。在一般情况下,两次硬度差在5HRC以内时,用金相法或显微硬度法检查时,零件的脱碳或渗碳基本在合格范围内。


2.硬度与强度


在螺纹紧固件检测中,不能简单的根据硬度值,查有关手册,折合成强度值。这中间有一个淬透性因素的影响。因为国家标准GB3098.1和国家标准GB3098.3中规定仲裁硬度是在零件横截面的1/2半径处测量。拉力试样也是从1/2半径处截取。因为不排除零件的中心部分有低硬度、低强度部分存在。


一般情况下,材料的淬透性好,螺杆部横截面上硬度能均匀分布。只要硬度合格,强度和保证应力也能达到要求。但是当材料的淬透性差时,虽然按规定的部位检查,硬度是合格的,但强度和保证应力往往达不到要求。尤其是表面硬度趋于下限时。


为了把强度和保证应力控制在合格范围内,往往提高硬度的下限值。如8.8级的硬度控制范围:对M16以下的规格为26~31HRC,M16含以上的规格为28~34HRC为宜;10.9级控制在36~39HRC为宜。10.9级以上则又另当别论。


3.再回火试验


8.8~12.9级的螺栓、螺钉和螺柱,应根据实际生产中的最低回火温度低10℃保温30min的再回火试验。在同一试样上,试验前后三点硬度平均值之差不得超过20HV。


再回火试验可以检查因淬火硬度不足,用过低的温度回火来勉强到达规定的硬度范围的不正确操作,保证零件的综合力学性能。特别是低碳马氏体钢制造的螺纹紧固件,采用低温回火,尽管其它力学性能可以达到要求,但测量保证应力时,残余伸长量波动很大,远远大于12.5um。而且在某些使用条件下会发生突然的断裂现象。在一些汽车及建筑用螺栓中,已出现过突然断裂的现象。当采用最低回火温度回火后,可降低上述现象。但是用低碳马氏体钢制造10.9级螺栓时,应当特别慎重。


4.氢脆的检查


氢脆的敏感性随紧固件的强度增加而增加。对于10.9级及以上的外螺纹紧固件或表面淬硬的自攻螺钉以及带有淬硬钢制垫圈的组合螺钉等电镀后应进行除氢处理。


除氢处理一般是在烘箱或回火炉中,在190~230℃下保温4h以上,使氢扩散出来。


螺纹紧固件可用旋紧的办法,在专用夹具上,旋到使螺杆承受相当保证应力的拉力下,保持48h,松开后螺纹紧固件不产生断裂。这种方法就作为氢脆的检查方法。


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