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工艺。
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(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。
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(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。
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(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。 * d1 @1 O! _7 P, U' X
(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。 ! b, A/ Q4 H4 R+ @" J7 I" c
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