热处理相关名词解释

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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，以此来改善工件的使用性能的一种工艺方法。其特点是改变了 钢材的金相组织，改善工件的内在质ffi。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型工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。金属热处理 工艺大体可分为整体热处理、表面热处理、局部热处理和化学热处理等。钢材热处理的“四 把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理

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工艺。

(1) 时效处理

时效处理是指合金工件经固溶处理、冷塑性变形或铸造、锻造后，在较高的温度下放置 或室温保持其性能、形状、尺寸随时间而变化的热处理工艺。时效处理分两种。

① 天然时效处理：把钢件或铸件长期（一至三年）放置在室温或自然条件下，露天放 在空气中任其风吹雨打日头晒，而发生的时效现象，称为自然时效处理，也称为天然时效。

② 人工时效：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生的变化， 常在低温回火后（低温回火温度为150〜250°C)精加工前，把工件重新加热到100〜150°C， 保持5〜20h，这种为稳定精密制件质量的处理，称为人工时效。对在低温或动载荷条件下 的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。

(2) 淬火

淬火是把含碳量在0.25%以上的中碳钢钢材加热，使其达到此钢材的淬火温度（达到 临界温度Ac3以上），保温一定时间，然后放人冷却剂水、油或其他无机盐、有机水等淬冷 介质中快速冷却，使淬火后的零件得到均匀一致的马氏体组织，使零件达到一定的硬度及耐 磨性，也改变了钢的某些物理及化学性质。由于淬火后的零件存在着较大的内应力，因此， 淬火后的零件必须要及时经过适当的回火处理，以免产生变形、开裂；使淬火后的零件获得 一定的强度、弹性和韧性等综合力学性能。

热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些 过程互相衔接，不可间断。

淬火方法有浸液表面淬火、火焰表面淬火、高频淬火、渗碳淬火等。

模具零件淬火应注意事项如下。

① 零件淬火前，必须进行粗加工，钻好工艺孔、内模镶件的螺纹孔、冷却水孔、顶杆 孔等。

② 零件避免尖角设计，防止变形开裂。

③ 零件淬火后的验收：检测硬度，有无软点，有无变形，有无脱碳等缺陷存在。

(3) 正火

正火是把钢件加热到临界温度以上，保温一定时间，均温后，在空气中冷却（大型零件 需流动空气冷却）。钢材经过正火处理消除零件内部过大的残余应力、细化晶粒，均匀组织， 提髙力学性能；改善不合理的网状渗碳体组织，为随后的热处理做好准备；也可以将正火作 为最终热处理，获得一定的力学性能。

(4) 退火

退火是把零件加热到临界变相温度Ac3 (亚共析钢）以上30〜50°C，或Acl (共析或过 共析钢）以下，保温一定时间，然后随炉缓慢地冷却，其目的是降低硬度，改善加工性能。 增加塑性和韧性，消除内应力，改善内部组织，从而有利于切削加工和冷变形加工。而退火 工序方法有很多种，有球化退火、等温退火、完全退火、低温退火、去应力退火等。模具零 件退火采用的是去应力退火。

(5) 回火

回火是将淬火后的钢加热到Acl以下某一温度，保温到组织转变后，冷却到室温的热处理工艺[即将淬火后的钢件在髙于室温而低于710°C (200〜300°C、300〜400°C)的某一 适当温度，保温一定时间，然后拿出在空气中缓慢地冷却]。回火分高温回火、中温回火和 低温回火三类。

file:///C:\Users\pc3\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps5599.tmp.png大多不采用退火处理。

② 回火处理。由于模具制造周期较短，模具企业大多采用回火处理。

③ 钢件经低温或常温回火可达到去除应力的目的。钢材经淬火后高温回火的调质工序， 也能达到消除应力的目的，但有的注塑模具不需要淬火这道工序。

④ 了解以上几种消除应力的热处理工序，并且进行比较得知：由于回火与退火相比， 有力学性能高、操作简便、生产周期短、能耗量少、成本低等优点，故在可能条件下，塑料 模的动、定模的消除应力，尽量优先考虑回火处理，然后调质、正火处理。

17.8.2氮化处理和氮化钢材的选用

氮化分气体氮化和软氮化，前者是单纯渗氮过程，后者是碳氮共渗的过程，碳氮共渗一 般用于含碳量低于0.3%的碳素钢，如10、15、20、30等碳素钢。气体氮化对纯铁或纯碳 钢的硬化程度很小，如果用含有铬Cr、钼Mo、铝A1、钒V等元素的合金钢进行气体氮化， 在被渗透时会产生铁、氮合金元素的混合物，被渗氮层可获得极高的硬度。其氮化层厚度一 般为0.01〜0.60mm。含有铬、钼、铝、钒合金元素的钢有38CrMoAl、4Cr5MoSiVl、 Crl2MoV、Cr6WV、P20、40Cr 等。

气体软氮化温度常为560〜570°C，因该温度下氮化层硬度值最高（70HRC)，氮化时间 常为2〜3h，因为超过2.5h，随时间延长，氮化层深度增加很慢。如果是液体氮化，硬度甚 至略高于气体氮化。

从上述分析可知道，不是什么钢都可氮化，要达到氮化的目的和效果，氮化方法也不能 一概而论。不同的钢材用不同的氮化方法，图纸上标注氮化硬度和厚度要合理。不是氮化层 越厚越好，而是氮化层要适当。氮化层越厚，氮化费用就越高，时间就越长，同时要注意零 件有尖角或薄件时，氮化层越厚脆性就越大。另外要注意对耐腐蚀钢不主张氮化处理，这样 会降低它的耐腐蚀性。

① 正确选用钢材的硬度值表注方法。硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度 试验的方法较多（有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、邵氏硬度、韦氏硬度、里 氏硬度等），原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最普通的是静负荷压入法 硬度试验，即布氏硬度（HB)、洛氏硬度（HRA, HRB，HRC)、维氏硬度（HV)、邵氏 硬度（HA, HD),用于橡胶塑料等，硬度值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。里氏 硬度（HL)、肖氏硬度（HS)则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。 因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合 性能指标。

② 正确标注钢材的硬度值。有人认为热处理硬度值标注越高越好，如H13、SKD61可 达63〜65HRC,设计图上就标注最髙值，认为硬度值越高越好，模具用的时间就越长，实 际不是这样的。硬度值的标注要根据模具的要求、加工零件（塑件或冲件）的批量来定，只 要硬度值满足生产使用的情况就可以了，硬度髙了不一定模具就不会提前失效。

对于调质钢材一般硬度值标注在28〜32HRC。有的在图纸上标注调质42〜45HRC，这 样就不太妥当。有的在预硬钢的零件图纸上技术要求处写上调质硬度要求，这都是错误的， 因为预硬钢本身就是调质钢。

③ 硬度值不能混淆，见“附表11硬度测试对照表”，根据零件使用要求选用硬度值:布氏硬度（HB) —般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁；洛 氏硬度（HRC) —般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等。

HRC用于硬度很高的材料（如淬火钢等）的适用范围为20〜67HRC,相当于225〜 650HB。

④ 模具零件热处理外协工作要规范。笔者发现有的模具厂对热处理这个环节不够重视。 把模具零件送到热处理厂，有的没有图纸，口头上交待一下热处理的要求、什么时候来拿， 这种现象应该制止。因为热处理厂要根据图纸上的钢材牌号、热处理要求、零件的形状尺寸 等来编制热处理工艺卡，正确选择热处理工艺、冷却方向、冷却介质。假如没有图纸，零件 热处理后一旦出现疵病怎么交涉。

模具厂应重视热处理零件的质量，并须根据硬度检验规则验收，并经超声波探伤；同时 应检查零件热处理后有无变形、开裂，硬度是否达到要求，有无淬火软点，外表面有无脱 碳、氧化、过热、过烧、表面腐蚀等疵病存在，检查合格后人库才可使用。模具的动、定模 零件经热处理后，应要求热处理厂家提供质保单。

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