自動(dòng)機(jī)常用材料及其加工工藝

1、中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY自動(dòng)機(jī)常用材料及其加工工藝自動(dòng)機(jī)常用材料及其加工工藝中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY一、自動(dòng)機(jī)常用材料的選用一、自動(dòng)機(jī)常用材料的選用 1.材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能: 根據(jù)零件的工作條根據(jù)零件的工作條 件、損壞件、損壞(或失效或失效)形式形式 , 選擇滿足力選擇滿足力 學(xué)性能的材料。學(xué)性能的材料。2.材料的工藝性能材料的工藝性能:對(duì)零件加工生產(chǎn)有對(duì)零件加工生產(chǎn)有 直接的影響直接的影響,甚至是決定性的。甚至是決定性的。3.材料的經(jīng)濟(jì)性材料的經(jīng)濟(jì)性:主要是性價(jià)比。主要是性價(jià)比。（一）、

2、材料的選用的一般原則（一）、材料的選用的一般原則 中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY一、自動(dòng)機(jī)常用材料的選用一、自動(dòng)機(jī)常用材料的選用 （二）、自動(dòng)機(jī)用材料的要求（二）、自動(dòng)機(jī)用材料的要求 1、要有好的機(jī)械性能。即要有足夠的強(qiáng)度和塑、要有好的機(jī)械性能。即要有足夠的強(qiáng)度和塑 性，性，一定的抗沖擊韌性一定的抗沖擊韌性 ，局部材料還要求要有高硬度和高，局部材料還要求要有高硬度和高耐磨性耐磨性 高抗疲勞強(qiáng)度。高抗疲勞強(qiáng)度。2、要有良好的工藝性能（切削加工、熱處理等、要有良好的工藝性能（切削加工、熱處理等)。3、要有良好的抗電化學(xué)腐蝕性能。、要有良好的抗電化學(xué)腐蝕性能

3、。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY材 料相 對(duì) 價(jià) 格材 料相 對(duì) 價(jià) 格碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼易切削鋼合金結(jié)構(gòu)鋼鉻鎳合金結(jié)構(gòu)鋼滾動(dòng)軸承鋼彈簧鋼11.21.71.41.521.71.932.12.91.61.9碳素工具鋼低合金工具鋼高合金工具鋼高速鋼鉻不銹鋼鉻鎳不銹鋼普通黃銅球墨鑄鐵1.41.52.43.75.47.213.515820132.42.9鋼材的價(jià)格對(duì)照表鋼材的價(jià)格對(duì)照表一、自動(dòng)機(jī)常用材料的選用一、自動(dòng)機(jī)常用材料的選用 中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY一、自動(dòng)機(jī)常用材料的選用一、自動(dòng)機(jī)常用

4、材料的選用 （三）、自動(dòng)機(jī)材料的確定（三）、自動(dòng)機(jī)材料的確定 根據(jù)材料選取原則及自動(dòng)機(jī)材料要求，在參考各材料的相對(duì)根據(jù)材料選取原則及自動(dòng)機(jī)材料要求，在參考各材料的相對(duì)價(jià)格。我們可選用價(jià)格。我們可選用碳素結(jié)構(gòu)鋼（碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235、Q255、Q275等）等） 做一般零部件，如底板，支柱等；做一般零部件，如底板，支柱等；碳素工具鋼（碳素工具鋼（T10、T10A等）等）做重要零部件，如流道、載板、滑槽、模具等。做重要零部件，如流道、載板、滑槽、模具等。1、可用材料、可用材料2、現(xiàn)用材料、現(xiàn)用材料現(xiàn)有自動(dòng)機(jī)主要使用材料一般零部件用現(xiàn)有自動(dòng)機(jī)主要使用材料一般零部件用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（45）

5、，），重要零部件用重要零部件用高合金工具鋼高合金工具鋼（Cr12Cr12、Cr12MoV)Cr12MoV)，在價(jià)格上沒有優(yōu)勢。在價(jià)格上沒有優(yōu)勢。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (一一) )、切削加工工藝選擇、切削加工工藝選擇 1、 我們在設(shè)計(jì)自動(dòng)機(jī)過程中，實(shí)際加工工藝是我們在設(shè)計(jì)自動(dòng)機(jī)過程中，實(shí)際加工工藝是起制約作用的。機(jī)械設(shè)計(jì)與建筑、土木、電器等其起制約作用的。機(jī)械設(shè)計(jì)與建筑、土木、電器等其他領(lǐng)域的設(shè)計(jì)相比，不同點(diǎn)在于，其在幾何學(xué)上和他領(lǐng)域的設(shè)計(jì)相比，不同點(diǎn)在于，其在幾何學(xué)上和空間上的狀況是最為主要的。因此、實(shí)際

6、產(chǎn)生物體空間上的狀況是最為主要的。因此、實(shí)際產(chǎn)生物體的加工工藝成了決定形狀、尺寸的主要制約條件；的加工工藝成了決定形狀、尺寸的主要制約條件；要根據(jù)所設(shè)計(jì)零部件的形狀制定工藝。要根據(jù)所設(shè)計(jì)零部件的形狀制定工藝。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (一一) )、切削加工工藝選擇、切削加工工藝選擇外形與加工工藝的關(guān)系（見下表）外形與加工工藝的關(guān)系（見下表）中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (一一) )、切削加工工藝的選擇、切削加工工藝的選擇1、外形

7、與加工工藝的關(guān)系（見下表）、外形與加工工藝的關(guān)系（見下表）中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (一一) )、切削加工工藝的選擇、切削加工工藝的選擇 1、加工方法的選擇又受各個(gè)加工方法加工、加工方法的選擇又受各個(gè)加工方法加工精度的制約。所以在制定加工工藝時(shí)要根據(jù)各加精度的制約。所以在制定加工工藝時(shí)要根據(jù)各加工方法所能達(dá)到的精度等級(jí)制定。工方法所能達(dá)到的精度等級(jí)制定。常用加工方法所能達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)見下表常用加工方法所能達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)見下表中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材

8、料的加工工藝二、材料的加工工藝( (一一) )、切削加工工藝選擇、切削加工工藝選擇國家標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表國家標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (一一) )、切削加工工藝選擇、切削加工工藝選擇 2、在選擇加工方法時(shí)，還受表面粗糙、在選擇加工方法時(shí)，還受表面粗糙度的制約。因?yàn)楸砻娲植诙炔粌H影響零部件度的制約。因?yàn)楸砻娲植诙炔粌H影響零部件的美觀度，更重要的是影響零件間的配合精的美觀度，更重要的是影響零件間的配合精度，進(jìn)而影響零部件的使用壽命及機(jī)械的正度，進(jìn)而影響零部件的使用壽命及機(jī)械的正常使用。所以在制定加工工藝

9、要充分考慮各常使用。所以在制定加工工藝要充分考慮各加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度。加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY各種加工方法能達(dá)到的各種加工方法能達(dá)到的Ra值值二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (一一) )、切削加工工藝選擇、切削加工工藝選擇中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (一一) )、切削加工工藝選擇、切削加工工藝選擇 3、加工工藝的制定還受各個(gè)加工方法的加工價(jià)格的、加工工藝的制定還受各個(gè)加工方法的加工價(jià)格的制約。因?yàn)殚_發(fā)每一臺(tái)自動(dòng)機(jī)是有

10、成本限制的、只有制制約。因?yàn)殚_發(fā)每一臺(tái)自動(dòng)機(jī)是有成本限制的、只有制定價(jià)格合理工藝流程，才能開發(fā)出性價(jià)比高的自動(dòng)機(jī)。定價(jià)格合理工藝流程，才能開發(fā)出性價(jià)比高的自動(dòng)機(jī)。加工方法加工價(jià)格（元/小時(shí)）車削15.5銑削17.8快絲12磨削21.6電火花31.8慢絲45.6加工中心61.6中瑞模具各加工方法價(jià)格對(duì)照表中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹1、熱處理工藝概述熱處理定義熱處理定義：將鋼在固態(tài)下以一定的方式進(jìn)行加熱、保溫，然后采取合適的方式冷卻，讓其獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)和性

11、能的工藝。作用：作用：改善鋼材使用性能和工藝性能，通過恰當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢猿浞滞诰虿牧系臐摿?，從而減少零件的重量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長產(chǎn)品使用壽命。 分類分類：根據(jù)加熱、保溫和冷卻工藝方法的不同，熱處理工藝大致分為整體熱處理、表面熱處理、化學(xué)熱處理等。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹1、熱處理工藝概述分分 類類特特 點(diǎn)點(diǎn)常常 用用 方方 法法整體熱處理整體熱處理 是對(duì)工件整體進(jìn)行穿透加熱是對(duì)工件整體進(jìn)行穿透加熱退火、正火、退火、正火、 淬火淬火+ +回火、調(diào)質(zhì)等回火、調(diào)

12、質(zhì)等表面熱處理表面熱處理是僅對(duì)工件的表面進(jìn)行的熱處理工是僅對(duì)工件的表面進(jìn)行的熱處理工藝藝表面淬火和回火（如感應(yīng)加熱淬火）表面淬火和回火（如感應(yīng)加熱淬火）、氣相沉積等、氣相沉積等化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是改變工件表層的化學(xué)成分、組織是改變工件表層的化學(xué)成分、組織和性能和性能滲碳、滲氮、碳氮共滲、氮碳共滲、滲碳、滲氮、碳氮共滲、氮碳共滲、滲金屬、多元共滲等滲金屬、多元共滲等中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹1、熱處理工藝概述 熱處理工藝表示法：熱處理工藝表示法：任何熱處理工

13、藝一般都可歸納為由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成的工藝過程。熱處理工藝可用“溫度-時(shí)間”坐標(biāo)圖表示，即熱處理工藝曲線。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹2、鋼的加熱轉(zhuǎn)變鋼的固態(tài)臨界點(diǎn)：鋼的固態(tài)臨界點(diǎn)：鋼在固態(tài)下進(jìn)行加熱、保溫和冷卻時(shí)將發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)根據(jù)Fe-Fe3C相圖確定。平衡狀態(tài)下：當(dāng)鋼在緩慢加熱或冷卻時(shí)，其固態(tài)下的臨界點(diǎn)分別用Fe-Fe3C相圖中的平衡線A1(PSK線)、A3(GS線)、Acm(ES線)表示實(shí)際加熱和冷卻時(shí)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的臨界點(diǎn)都要偏離平

14、衡臨界點(diǎn)，并且加熱和冷卻速度越快，其偏離的程度越大。實(shí)際加熱時(shí) 臨界點(diǎn)分別用Ac1、Ac3、Accm表示實(shí)際冷卻時(shí) 臨界點(diǎn)分別用Ar1、Ar3、 Arcm表示中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹2、鋼的加熱轉(zhuǎn)變奧氏體（奧氏體（A)A)：奧氏體是碳和其他元素溶解在-Fe中的固溶體。奧氏體具有面心立方晶格、塑性好，一般在高溫下存在。2.1 鋼的組織介紹鋼的組織介紹鐵素體（鐵素體（F):F):鐵素體是碳和其他元素溶解在-Fe中的固溶體。鐵素體具有體心方立晶格，含碳量極少，其

15、性能與純鐵極為相似，也叫純鐵體.滲碳體：滲碳體：滲碳體是鐵和碳的化合物，也稱碳化三鐵(Fe3C)，含碳量(Wc)為6.69，具有復(fù)雜的晶格結(jié)構(gòu)。其性能硬而脆，幾乎沒有塑性.珠光體（珠光體（P）：）：珠光體是鐵素體和滲碳體相間排列的片層狀組織。因其顯微組織有指紋狀的珍珠光澤而得名。珠光體的力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間，強(qiáng)度、硬度適中，并有良好的塑性和韌性。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹2、鋼的加熱轉(zhuǎn)變2.1 鋼的組織介紹鋼的組織介紹索氏體：索氏體：索氏體也稱細(xì)珠

16、光體，屬珠光體類組織。是奧氏體在低于珠光體形成溫度分解而成的鐵索體和滲碳體的混合體，其層片比珠光體細(xì)，僅在高倍顯微鏡下才能辨別出來。硬度、強(qiáng)度和沖擊韌性都較珠光體為高。托氏體：托氏體：托氏體也稱極細(xì)珠光體，也屬珠光體類組織。由奧氏體在低于索氏體形成溫度分解而成的鐵素體和滲碳體的混合體，其層片比索氏體更細(xì)，只有在電子顯微鏡下，才能辨別出來。其強(qiáng)度和硬度均高于索氏體。萊氏體：萊氏體：萊氏體是鐵碳合金中的一種共晶組織。在高溫由奧氏體和滲碳體、在室溫由珠光體和滲碳體構(gòu)成。含碳(wc)4.3，性硬而脆。通常僅存在于白口鐵中，在某些高碳高合金鋼(例如：高速工具鋼、Crl2型合金工具鋼）中，也會(huì)出現(xiàn)，但數(shù)量

17、較少。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹2、鋼的加熱轉(zhuǎn)變2.1 鋼的組織介紹貝氏體：貝氏體：貝氏體是過飽和鐵索體和滲碳體的混合物，又分為上貝氏體和下貝氏體。下貝氏體性能優(yōu)于上貝氏體。馬氏體：馬氏體：馬氏體通常是指碳在-Fe中的過飽和固溶體。鋼中馬氏體的硬度隨含碳量的增加而提高。高碳馬氏體硬度高而脆，低碳馬氏體則有較高的韌性。但無論含碳多少，馬氏體都是奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中硬度最高的。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝

18、二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹2、鋼的加熱轉(zhuǎn)變2、鋼在熱處理加熱與保溫時(shí)的組織轉(zhuǎn)變、鋼在熱處理加熱與保溫時(shí)的組織轉(zhuǎn)變鋼熱處理加熱的目的是獲得部分或全部奧氏體，組織向奧氏體轉(zhuǎn)變的過程稱奧氏體化。 加熱至Ac1以上時(shí)：首先由珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體 P A；加熱至Ac3以上時(shí)：亞共析鋼中的鐵素體將轉(zhuǎn)變?yōu)閵W體 F A 加熱至Accm以上時(shí)：過共析鋼中的二次滲碳體將轉(zhuǎn)變成奧氏體（Fe3CI A）中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的

19、整體熱處理 整體熱處理：整體熱處理：對(duì)工件整體進(jìn)行穿透加熱的熱處理。主要有退火、正火、淬火和回火等。預(yù)先熱處理（退火、正火）最終熱處理（淬火、回火）根據(jù)在一般零件的加工工藝路線中所處的位置和作用，熱處理可分為預(yù)備熱處理更長最后熱處理。一般零件的工藝路線為：毛坯毛坯（鑄造或鍛造）（鑄造或鍛造）退火或正火退火或正火機(jī)械（粗）加工機(jī)械（粗）加工淬火淬火+回火（或表回火（或表面熱處理）面熱處理）機(jī)械（精）加工機(jī)械（精）加工。退火與正火常作為預(yù)備熱處理，其目的是為消除毛坯的組織缺陷，或?yàn)橐院蟮募庸ぷ鳒?zhǔn)備；淬火和回火工藝配合可強(qiáng)化鋼材，提高零件或工具的使用性能，可作為最終熱處理。 中興精密技術(shù)有限公司CH

20、INA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理 3 .1 1、退火退火 將工件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。 【目的】根據(jù)不同情況，退火的作為可歸納為降低硬度，改善鋼的成形和切削加工性能；均勻鋼的化學(xué)成分和組織；消除內(nèi)應(yīng)力等 調(diào)整硬度以便進(jìn)行切削加工； 消除殘余內(nèi)應(yīng)力，以防止鋼件在淬火時(shí)產(chǎn)生變形或開裂; 細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能，為最終熱處理作準(zhǔn)備。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加

21、工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理 3.1.2、退火類型退火類型 (1) 完全退火完全退火 完全退火是將工件完全奧氏體化后緩慢冷卻，獲得接近平衡組織的退火工藝。 工藝：工藝：完全退火加熱溫度為Ac3以上以上2030，保溫時(shí)間依工件的大小和厚度而定，要使工件熱透，保證全部得到均勻化的奧氏體冷卻方式可采用隨爐緩慢冷卻，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)為提高生產(chǎn)率，退火冷卻至600左右即可出爐空冷。 應(yīng)用：應(yīng)用：完全退火主要用于完全退火主要用于wc0.25%的亞共析鋼，低碳鋼和過共的亞共析鋼，低碳鋼和過共析成分的鋼不宜采用完全退火析成分的鋼不宜采用完全退火。低碳鋼完全退火后硬

22、度偏低，不利于切削加工。過共析成分的鋼加熱至Accm以上完全奧氏體化后，則在隨后緩冷時(shí)，將會(huì)有網(wǎng)狀二次滲碳體析出，使鋼的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌度顯著降低。零件毛坯進(jìn)行完全退火，可使熱加工造成的粗大、不均勻的組織均勻化和細(xì)化；完全退火可降低硬度，改善切削加工性能，消除內(nèi)應(yīng)力。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理 ( 2）球化退火球化退火 為使工件中的碳化物球狀化而進(jìn)行的退火工藝。工藝：工藝：球化退火的加熱溫度為加熱溫度為AC1以上以上2030，保溫后的冷卻

23、有兩種方式：普通球化退火時(shí)采用隨爐緩冷，至500600后出爐空冷；等溫球化退火則是先在Ar1以下20等溫足夠長時(shí)間，然后再隨爐緩冷至500600出爐空冷。 應(yīng)用：應(yīng)用：球化退火適用于共析和過共析成分的鋼（高碳成分）共析和過共析成分的鋼（高碳成分）。對(duì)于含碳量高的共析和過共析鋼鑄、鍛、焊件，進(jìn)行球化退火可得到硬度較低的球狀珠光體，如T10鋼經(jīng)球化退火后，硬度由255321HBS降到197HBS。從而改善切削加工性能；同時(shí)獲得球狀珠光體也是為淬火作組織準(zhǔn)備，使淬火加熱時(shí)奧氏體晶粒不易長大，并可減小冷卻時(shí)變形和開裂的傾向。 中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY （

24、3）去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火 去除工件塑性變形加工、切削加工或焊接造成的內(nèi)應(yīng)力及鑄件內(nèi)存在的殘余內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的退火工藝。 工藝及應(yīng)用：工藝及應(yīng)用：去應(yīng)力退火加熱溫度較寬，但不超過去應(yīng)力退火加熱溫度較寬，但不超過AC1點(diǎn)，一般點(diǎn)，一般在在500650之間之間，鑄鐵件去應(yīng)力退火溫度一般為500550；焊接工件的去應(yīng)力退火溫度一般為500600。去應(yīng)力退火的保溫時(shí)間也要根據(jù)工件的截面尺寸和裝爐量決定。去應(yīng)力退火后的冷卻應(yīng)盡量緩慢，以免產(chǎn)生新的應(yīng)力。 二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISI

25、ON TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理 （4）擴(kuò)散退火）擴(kuò)散退火 為減少鋼錠、鑄件或鍛坯的化學(xué)成分和組織不均勻性，將其加熱加熱到略低于固相線（固相線以下到略低于固相線（固相線以下 100200）的溫度）的溫度，長時(shí)間保溫(10h15h)，并進(jìn)行緩慢冷卻的熱處理工藝，稱為擴(kuò)散退火或均勻化退火。 目的是為了消除晶內(nèi)偏析，使成分均勻化消除晶內(nèi)偏析，使成分均勻化。實(shí)質(zhì)是使鋼中各元素的原子在奧氏體中進(jìn)行充分?jǐn)U散。工件經(jīng)擴(kuò)散退火后，奧氏體的晶粒十分粗大，必須進(jìn)行完全退火或正火處理來細(xì)化晶粒。由于擴(kuò)散退火溫度高

26、、時(shí)間長，生產(chǎn)成本高，一般不輕易采用。只有一些優(yōu)只有一些優(yōu)質(zhì)的合金鋼和偏析較嚴(yán)重的合金鋼鑄件才使用這種工藝質(zhì)的合金鋼和偏析較嚴(yán)重的合金鋼鑄件才使用這種工藝。 u 合金鋼中的合金元素W、Mo、Ti等形成碳化物顆粒，在高溫條件下阻礙晶粒長大。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理 3.2、正火、正火 將工件加熱奧氏體化后在空氣中冷卻空氣中冷卻的熱處理工藝。 工藝：工藝：正火處理的加熱溫度通常在加熱溫度通常在Ac3或或Accm以上以上3050。對(duì)于含有V、T

27、i、Nb等碳化物形成元素的合金鋼，采用更高的加熱溫度（AC3 + 100150）。 正火冷卻方式最常用的是將鋼件從加熱爐中取出在空氣中自然冷卻。對(duì)于大件也可采用吹風(fēng)、噴霧和調(diào)節(jié)鋼件堆放距離等方法控制鋼的冷卻速度，達(dá)到要求的組織和性能。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：與退火相比，正火的冷卻速度較快，轉(zhuǎn)變溫度較低。相同相同鋼材正火后獲得的珠光體組織較細(xì)，鋼的強(qiáng)度、硬度也較高鋼材正火后獲得的珠光體組織較細(xì)，鋼的強(qiáng)度、硬度也較高。 中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY應(yīng)用：應(yīng)用：正火可以作為預(yù)備熱處理正火可以作為預(yù)備熱處理，為機(jī)械加工提供適宜的硬度，又能細(xì)化晶粒、消除內(nèi)應(yīng)力，并為最終

28、熱處理提供合適的組織狀態(tài)；正火還能消除過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，為球化退火作好組織準(zhǔn)備。正火也可作為最終熱處理正火也可作為最終熱處理，為某些受力較小，性能要求不高的碳素鋼結(jié)構(gòu)零件提供合適的力學(xué)性能。 二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理3.33.3、正火與退火的選用、正火與退火的選用 從改善鋼的切削加工性能方面考慮從改善鋼的切削加工性能方面考慮:

29、 一般認(rèn)為，硬度為硬度為170230HBS時(shí)具有良好的切削加工性能時(shí)具有良好的切削加工性能。 wc0.25的碳素鋼和低合金鋼，退火后硬度偏低，切削加工時(shí)易于“粘刀”，如采用正火處理正火處理，則可適當(dāng)提高硬度，改善鋼的切削加工性能；wc0.25%0.5的中碳鋼也可用正火代替退火正火代替退火，雖然接近限碳量的中碳鋼正火后硬度偏高，但尚能進(jìn)行切削加工，而且正火成本低、生產(chǎn)率高； wc0.5%0.75的鋼，因含碳量較高，正火后的硬度顯著高于退火的情況，難以進(jìn)行切削加工，故一般采用完全退火完全退火，降低硬度，改善切削加工性；wc0.75以上的高碳鋼或工具鋼一般均采用球化退球化退火火作為預(yù)備熱處理。如有網(wǎng)

30、狀二次滲碳體存在，則應(yīng)先進(jìn)行正火消除之。 中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理 淬火淬火:將亞共析鋼加熱到Ac3以上3050，共析鋼與過共析鋼加熱到Ac1以上3050 （低于Accm）的溫度，保溫后以快速冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體的熱處理工藝叫淬火。馬氏體強(qiáng)化是鋼的主要強(qiáng)化手段，因此淬火的目的就是為了獲得馬氏體，提高鋼的機(jī)械性能。例如各種工模具、滾動(dòng)軸承等工件的淬火，就是為了獲得馬氏體，以提高其硬度和耐磨性。淬火是鋼的最重要的熱處理工藝也是熱

31、處理中應(yīng)用最廣的工藝之一。 3.4、鋼的淬火中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理3.4.1、淬火冷卻介質(zhì)確定 淬火過程是冷卻非?？斓倪^程。為了得到馬氏體組織，淬火冷卻速度必須大于臨界冷卻速度Vk。但是，冷卻速度快必然產(chǎn)生很大的淬火內(nèi)應(yīng)力，這往往會(huì)引起工件變形。為了解決這個(gè)問題,可以尋找一種比較理想的淬火的冷卻介質(zhì)。 常用的淬火介質(zhì)是水和油。u 水水是經(jīng)濟(jì)的且冷卻能力較強(qiáng)的淬火介質(zhì)，水的缺點(diǎn)是在650 550范圍內(nèi)的冷卻能力較大，而在300-200范圍

32、內(nèi)冷卻能力又太大，因此生產(chǎn)上主要用于形狀簡單、截面較大的碳鋼件的淬火。u 油油在低溫區(qū)冷卻能力較理想，在高溫區(qū)冷卻能力太低，因此主要用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件的淬火。大尺寸碳鋼件油淬時(shí)，由于冷卻不足，會(huì)出現(xiàn)珠光體型分解。u 熔融的堿和鹽熔融的堿和鹽常用作淬火介質(zhì)，稱為鹽浴或堿浴。這類介質(zhì)只適用于形狀復(fù)雜及變形要求嚴(yán)格的小型件的分級(jí)淬火和等溫淬火。 中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理3.4.2、常用淬火 方法 常用淬火方法常用淬火方法 ：主要有單介質(zhì)

33、淬火、雙介質(zhì)淬火、馬氏體分級(jí)淬單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、馬氏體分級(jí)淬火、貝氏體等溫淬火火、貝氏體等溫淬火。選擇適當(dāng)?shù)拇慊鸱椒梢员ＷC在獲得所要求的淬火組織和性能條件下，盡量減小淬火應(yīng)力，減少工件變形和開裂傾向。 u 單介質(zhì)淬火 采用一種淬火介質(zhì)中一直冷卻到室溫的淬火方法。這種淬火方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，適用于形狀簡單的碳鋼和合金鋼工件。形狀簡單、尺寸較大形狀簡單、尺寸較大的碳鋼工件多采用水淬，小尺寸碳鋼件和合金鋼件一般用油淬的碳鋼工件多采用水淬，小尺寸碳鋼件和合金鋼件一般用油淬。缺點(diǎn)對(duì)大尺寸和或形狀復(fù)雜的工件，采用水淬變形開裂傾向大，而油淬冷卻速度小，淬不硬。 中興精密技術(shù)有限公司CHINA PR

34、ECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3.4.2、常用淬火 方法3、鋼的整體熱處理u 雙介質(zhì)淬火 將工件加熱奧氏體化后先浸入冷卻能力強(qiáng)的介質(zhì)，在組織即將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，立即轉(zhuǎn)入冷卻能力弱的介質(zhì)中冷卻。常用的有 “水 油”、“水空”雙介質(zhì)淬火。這種方法能有效地減少熱應(yīng)力和相變應(yīng)力，降低工件變形和開裂的傾向，所以可用于形狀復(fù)雜和截面不均勻的工件的淬火。但操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制工件在水中的停留時(shí)間，要求操作工人必須具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和熟練的技術(shù)。 u 分級(jí)淬火法分級(jí)淬火法 在Ms附近的鹽浴或堿浴中淬火，待內(nèi)外溫度均勻后

35、再取出緩冷。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理3.4.2、常用淬火 方法 將工件加熱奧氏體化后浸入溫度稍高于或稍低于浸入溫度稍高于或稍低于Ms點(diǎn)的堿浴或鹽點(diǎn)的堿浴或鹽浴中保持適當(dāng)時(shí)間，在工件整體達(dá)到介質(zhì)溫度后取出空冷以獲得馬浴中保持適當(dāng)時(shí)間，在工件整體達(dá)到介質(zhì)溫度后取出空冷以獲得馬氏體的淬火氏體的淬火。 這種淬火方法由于工件內(nèi)外溫度均勻并在緩慢冷卻條件下完成馬氏體轉(zhuǎn)變由于工件內(nèi)外溫度均勻并在緩慢冷卻條件下完成馬氏體轉(zhuǎn)變，大大減小了淬火內(nèi)應(yīng)力，大大減

36、小了淬火內(nèi)應(yīng)力，因而有效地減小或防止了工件淬火變形和開裂。同時(shí)還克服了雙介質(zhì)淬火出水入油時(shí)間難以控制的缺點(diǎn)。但對(duì)大截面零件難以達(dá)到其臨界淬火速度。分級(jí)淬火只適用于尺寸較小的工件，如刀具、量具和要求變形很小的精密工件。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理3.4.2、常用淬火 方法u貝氏體等溫淬火 將奧氏體化后的工件淬入稍高于稍高于Ms點(diǎn)溫度的鹽浴中等溫保持足夠長點(diǎn)溫度的鹽浴中等溫保持足夠長時(shí)間，使奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w組織時(shí)間，使奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑?/p>

37、氏體組織，爾后于空氣中冷卻的淬火方法，獲得綜合力學(xué)性能。等溫淬火可以顯著減小工件變形和開裂傾向，適宜處理形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的工具和重要的機(jī)器零件，如模具、刀具、齒輪等。同分級(jí)淬火一樣，等溫淬火也只能適用于尺寸較小的工件。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理3.5、鋼的回火 將淬火鋼加熱到將淬火鋼加熱到Ac1以下的某溫度保溫后冷卻的熱處理工藝。以下的某溫度保溫后冷卻的熱處理工藝。（1）、回火的目的u 消除或減少淬火內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形或開裂；u

38、 獲得工藝所要求的力學(xué)性能；u 穩(wěn)定工件尺寸。淬火馬氏體和殘余奧氏體都是非平衡組織，有自發(fā)向平衡組織鐵素體加滲碳體轉(zhuǎn)變的傾向?；鼗鹂墒柜R氏體和殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶饣蚪咏胶獾慕M織，防止使用時(shí)變形。 對(duì)于未經(jīng)淬火的鋼，回火是沒有意義的，而淬火鋼不經(jīng)回火一般也不能直接使用，為避免淬火件在放置過程中發(fā)生變形或開裂，鋼件經(jīng)淬火后應(yīng)及時(shí)回火。中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹3、鋼的整體熱處理3.5、鋼的回火回火方法回火方法 回火溫度回火溫度/ 回火回火組織組織 回火后硬度回火后硬度 適用范圍適用范圍 低溫回火低溫回火 500 S回回 200350HBS 要求綜合力學(xué)性能的重要受力要求綜合力學(xué)性能的重要受力零件，如軸、齒輪、連桿。零件，如軸、齒輪、連桿。 中興精密技術(shù)有限公司CHINA PRECISION TECHNOLOGY二、材料的加工工藝二、材料的加工工藝( (二二) )、鋼的熱處理工藝介紹、鋼的熱處理工藝介紹4、鋼的表面熱處理 鋼的表面熱處理有兩大類：一類是表面加熱淬火熱處理，通過對(duì)零件表面快速