| |
我要投稿 | 资讯 | 机械 | 电气 | 软件 | |
| 机电专业技术网>机械数控>机械制造> |
钢的名词解释（五）金属热处理将固态金属放在一定的介质中加热到特定的温度并保持一段时间后，再以不同的冷却方式冷却的工艺。热处理与其他加工工艺（如锻压、铸造、焊接、切削加工等）不同的是，它只改变金属材料的内部组织结构或表面的化学成分，就可获得所需要的使用性能，而不改变其形状和大小及整体化学成分。钢铁是工业上应用最广的金属，且其组织结构也非常复杂，因而钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。 早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中发现钢铁的性能会因温度和加压变形的影响发生变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。公元前6世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高其硬度，淬火工艺得到迅速发展。随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。中国出土的西汉中山靖王墓中的宝剑应用了渗碳工艺。1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的不同金相组织，证明钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变。法国人F.奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论以及英国人R.奥斯汀制定的铁碳相图，为现代热处理工艺奠定了理论基础。20世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。；加热和冷却是热处理工艺的两个重要环节。保温的作用是使得零件内外温度趋于一致，并使晶粒均匀细化。根据热源不同，加热的方法有燃料燃烧加热法（如燃油加热、气体燃料加热、燃煤加热等）、电加热法（如加热介质电阻加热、电热元件加热、工件感应加热等）、高能量密度能源加热法（如电子束加热、激光束加热、太阳能加热等）三大类。冷却方式主要有气体冷却、液体冷却等。 金属热处理大体上可分为整体热处理（钢铁整体热处理包括退火、正火、淬火和回火）和表面热处理（包括表面淬火和化学热处理，后者是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质中加热 ，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素）。由于同一种金属经过不同的热处理工艺后，获得的组织结构不同，其性能也不同，因而必须根据零件的使用条件、技术要求、经济合理性等，正确地选择合适的热处理工艺。 热处理在机械零件加工制造过程中的作用有两个方面：①保证和提高工件的某些性能。②改善毛坯的组织和应力状态，以利于各种冷、热加工。因此，热处理可以是一个中间工序，如为改变锻、铸、轧毛坯组织而进行的退火或正火，以及为消除应力，降低零件硬度、改善切削加工性能而进行的退火等；也可以是使加工零件性能达到规定技术指标的最终工序，如经过淬火加高温回火，使零件获得良好的综合机械性能等。 表面热处理 对工件表面进行强化的金属热处理工艺。它不改变零件心部的组织和性能。广泛用于既要求表层具有高的耐磨性、抗疲劳强度和较大的冲击载荷，又要求整体具有良好的塑性和韧性的零件，如曲轴、凸轮轴、传动齿轮等。表面热处理分为表面淬火和化学热处理两大类。 表面淬火 通过不同的热源对工件进行快速加热，当零件表层温度达到临界点以上（此时工件心部温度处于临界点以下）时迅速予以冷却，这样工件表层得到了淬硬组织而心部仍保持原来的组织。为了达到只加热工件表层的目的，要求所用热源具有较高的能量密度。根据加热方法不同，表面淬火可分为感应加热（高频、中频、工频）表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束表面淬火等。工业上应用最多的为感应加热和火焰加热表面淬火。 表面热处理车间 化学热处理将工件置于含有活性元素的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层或形成某种化合物的覆盖层，以改变表层的组织和化学成分，从而使零件的表面具有特殊的机械或物理化学性能。通常在进行化学渗的前后均需采用其他合适的热处理，以便最大限度地发挥渗层的潜力，并达到工件心部与表层在组织结构、性能等的最佳配合。根据渗入元素的不同，化学热处理可分为渗碳、渗氮、渗硼、渗硅、渗硫、渗铝、渗铬、渗锌、碳氮共渗、铝铬共渗等。 锻压 利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形而获得所需形状和尺寸制件的成形加工方法。锻造和冲压的合称。锻压使工件成形的同时 ，也提高了其机械性能。锻压主要用于加工金属材料，也可以加工某些非金属材料（如橡胶、塑料、陶瓷等）以及复合材料的成形； 人类利用锻压的历史可以追溯到新石器时代。约公元前2000 多年，中国已开始应用冷锻工艺制造工具 。商代中期，中国利用陨铁制造武器时采用了加热锻造工艺。最初，锻造是用人力、畜力和水力来进行的。1842年，英国的J.内史密斯制成第一台蒸汽锤。随后，锻造水压机、夹板锤、空气锻锤、机械压力机、蒸汽模锻锤等相继问世。20世纪以后，热模锻、热挤压、冷锻、冷挤压、冷镦等现代锻造工艺得到发展。早期的冲压是利用铲、剪、冲头、手锤、砧座等简单工具，通过手工加工使金属板材成型。19世纪中期，冲压加工开始向机械化方向迈进。1905 年 ，美国开始生产成卷的热连轧窄带钢，1926年开始生产宽带钢，以后又出现冷连轧带钢； 锻压种类很多，按成形方式可分为：锻造和冲压。按变形温度则可分为：①热锻压。工件加热到再结晶温度以上的锻压。提高温度能改善金属的塑性，使之不易开裂。当金属有足够的塑性和变形量不大时，或变形总量大而所用的锻压工艺有利于金属塑性变形时，常改用冷锻压。②温锻压。工件加热到超过常温但又低于再结晶温度的锻压。其精度较高，表面较光洁，变形抗力不大。③冷锻压。工件在常温下的锻压。冷锻压成形的工件，形状和尺寸精度高，表面光洁，加工工序少，便于自动化生产。当加工工件大、厚，材料强度高、塑性低时，都采用热锻压。④等温锻压。工件在整个成形过程中温度保持不变。等温锻压是为了充分利用某些金属在某一温度下所具有的高塑性，或为了获得特定的组织和性能，所需费用较高，仅用于特殊的锻压工艺，如超塑成形。 加热 处理 表面 工艺 金属 加工 性能 温度 零件 加热 处理 表面 工艺 金属 加工 性能 温度 零件 |
