退火的工藝(退火的工藝曲線示意圖)
退火的工藝曲線示意圖
氮是一種中性氣體,可視作惰性氣體。
在非活化狀態(tài)下,氮可用作保護加熱,防止鋼件的氧化,脫碳,因而廣泛用于光亮淬火,光亮退火,光亮回火等熱處理工藝中。在真空熱處理,氮氣常作為冷卻介質(zhì)使用;充氮加壓油淬時,氮氣即可保護真空爐的電熱元件,又可通過調(diào)節(jié)氮氣壓力,提高鋼件的淬硬度。在一定電壓和低真空狀態(tài)下,氮會電離,可進行離子滲氮和離子氮碳共滲。
【工藝流程】
一、退火爐升溫過程
1、蓋好上下爐蓋、穿帶孔,放氮閥打開。退火爐循環(huán)水打開。升溫前用精氮吹掃爐膛兩小時。
2、輻射管送電,100°C每小時曲線升溫。
3、升至300°C,爐輥打游蕩,調(diào)好爐壓。
4、升至600°C,化驗氧含量,氧含量小于0.6%且存在露點方可通氫。
5、升至680°C,開車。
二、降溫過程
1、停車,通知氣站停氫,關(guān)閉氫氣總閥門,退火爐680°C保溫。
2、停車兩小時,化驗氫含量小于2%,輻射管斷電降溫。
3、降至500°C,打開穿帶孔。
4、降至400°C,打開上下爐蓋。
5、降至300°C,爐輥停止游蕩,停氮氣。
6、降至150°C,停退火爐循環(huán)水。
熱處理退火曲線圖
鋼的熱處理由加熱、保溫、冷卻三個階段組成,有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多,最早是采用木炭和煤作為熱源,進而應(yīng)用液體和氣體燃料。
1、金屬加熱時,工件暴露在空氣中,常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。
2、加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一,選擇和控制加熱溫度 ,是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得高溫組織。
另外轉(zhuǎn)變需要一定的時間,因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時,還須在此溫度保持一定時間,使內(nèi)外溫度一致,使顯微組織轉(zhuǎn)變完全,這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時,加熱速度極快,一般就沒有保溫時間,而化學熱處理的保溫時間往往較長。
3、冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同,主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢,正火的冷卻速度較快,淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求,例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。
球化退火工藝曲線圖
45鋼回火溫度與硬度的關(guān)系曲線圖: 45鋼隸屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,俗稱優(yōu)鋼,屬于中碳碳結(jié)構(gòu)鋼,這種45鋼在鋼中不會特意加入合金元素,也是應(yīng)用廣泛的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。 45鋼的用途取決于它的各項性能,45鋼它具有一定的韌性和塑性,并具有較高的強度,可加工性良好,采用調(diào)質(zhì)處理可獲得很好的綜合力學性能。 該鋼冷塑性一般,退火、正火比調(diào)質(zhì)時要稍好,具有較高的強度和較好的切削加工性,經(jīng)適當?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性,材料來源方便。 適合于氫焊和氬弧焊,不太適合于氣焊。焊前需預(yù)熱,焊后應(yīng)進行去應(yīng)力退火。 正火可改善硬度小于160HBS毛坯的切削性能。該鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,其綜合力學性能要優(yōu)化于其他中碳結(jié)構(gòu)鋼,但該鋼淬透性較低,水中臨界淬透直徑為12~17mm,水淬時有開裂傾向。 當直徑大于80mm時,經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火后,其力學性能相近,對中、小型模具零件進行調(diào)質(zhì)處理后可獲得較高的強度和韌性,而大型零件,則以正火處理為宜,所以,此鋼通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用。
完全退火工藝曲線
DT4C是為電磁純鐵,產(chǎn)品沖壓成型后,需在真空爐中進行高溫退火以消除內(nèi)應(yīng)力及恢復(fù)導(dǎo)磁性能.我給你3種選擇: 此退火工藝如下:
1.升溫:以250℃/h的升溫速度升至830~880℃;保溫:830~880℃下保持3~5小時;降溫:以100℃/h的冷卻速度冷至350℃后出爐空冷,或以80℃/h的冷卻速度冷至500℃出爐空冷。 以上工藝的目的主要是增大磁通量,減小矯玩力。退火后得到非常粗大的晶粒,減少晶界,可采用金相對比觀察。
2.隨爐升溫到800℃后以50℃/h的升溫速度升至880~930℃,保溫4-5h,以50-100℃/h的冷卻速度冷至700℃后,以200-250℃/h的冷卻速度冷至500℃,然后快冷,150℃以下出爐,保護方式氫氣或真空。處理后磁性能符合GB6983-6985要求。
3.當要求Hc不大于24A/m時,采用如下工藝,隨爐升溫到800℃后以50℃/h的升溫速度升至860~930℃,保溫3-5h,以50℃/h的冷卻速度冷至700℃后,以200℃/h的冷卻速度冷至500℃,然后快冷,150℃以下出爐,保護方式氫氣或真空。
等溫退火曲線
淬火,金屬和玻璃的一種熱處理工藝。鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上溫度,保溫一段時間,使之全部或部分奧氏體1化,然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進行馬氏體(或貝氏體)轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。退火是一種金屬熱處理
工藝
之一,除此之外還有正火、回火、淬火。退火指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度,保持足夠時間,然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度,改善切削加工性;消除殘余應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸,減少變形與裂紋傾向;細化晶粒
,調(diào)整組織,消除組織缺陷。退火工藝隨目的之不同而有多種,如等溫退火、均勻化退火、球化退火、去除應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火,以及穩(wěn)定化退火、磁場退火等等。用工藝曲線表示淬火正火退火回火
鋼的熱處理工藝包括退火、正火、淬火、回火和表面熱處理等方法。其中回火又包括高溫回火、中溫回火和低溫回火。將已經(jīng)淬火的鋼重新加熱到一定溫度,再用一定方法冷卻稱為回火。其目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,降低硬度和脆性,以取得預(yù)期的力學性能。
調(diào)質(zhì)通常指淬火+高溫回火,以獲得回火索氏體的熱處理工藝。方法也就是先淬火,淬火溫度:亞共析鋼為Ac3+30~50℃;過共析鋼為Ac1+30~50℃;合金鋼可比碳鋼稍稍提高一點。淬火后在500~650℃進行回火即可。
淬火是第一步工序,加熱溫度依鋼的成分而定,淬火介質(zhì)則根據(jù)鋼淬透性和鋼件尺寸選擇。鋼淬火后內(nèi)應(yīng)力大,很脆,必須進行回火,以便消除應(yīng)力,增加韌性,調(diào)整強度?;鼗鹗鞘拐{(diào)質(zhì)鋼力學性能定型化的最重要工序。各種鋼力學性能隨回火溫度變化的曲線,又稱為鋼的回火曲線,可以作為選擇回火溫度的依據(jù)。對某些合金調(diào)質(zhì)鋼的高溫回火,要注意防止出現(xiàn)第二類回火脆性,以保證鋼的使用性能。
退火溫度曲線
dsc測玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時消除熱歷史,才會讓材料的各種晶型表現(xiàn)的更準確,這才是我們希望要的材料的性能,就像煉鋼之后還有退火或者淬火是一個意思。
有些材料可能在加工,放置等環(huán)境影響下會有熱歷史,消除熱歷史一般采用先升溫,降溫,再升溫。第2次升溫得到的就是消除了熱歷史的數(shù)據(jù)。但是也有些材料是不可以消除熱歷史的,比如環(huán)氧樹脂,因為在第一次升溫過程中它會進一步固化,那么第2次升溫的曲線就已經(jīng)不是原始樣品的性質(zhì)了。
退火正火工藝曲線
這都是熱處理工藝,簡單的說淬火就是將鋼加熱到一定溫度后放在水里迅速冷卻,淬火后必須回火,回火就是把淬火后的鋼加熱到一定溫度后在空氣中冷卻,退火是將剛加熱到一定溫度后隨爐冷卻,正火是加熱到一定溫度后在空氣中冷卻。這只是簡單的回答,若要詳細的請看熱處理的專業(yè)書
退火工藝流程圖
芯片電鍍是人工完成的
①在硅片上濺射鈦、鈦鎢等金屬作為黏附層,再濺射很薄的一層金作為電鍍的導(dǎo)電層;
②涂布光刻膠,光刻顯影出電鍍所需的圖形;
③清洗后進行電鍍金;
④褪除光刻膠;
⑤蝕刻圖形以外的導(dǎo)電層;
⑥退火。
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退火的工藝曲線示意圖怎么畫
(1)淬火常見問題與解決技巧
Ms點隨C%的增加而降低
淬火時,過冷沃斯田體開始變態(tài)為麻田散體的溫度稱之為Ms點,變態(tài)完成之溫度稱之為Mf點。%C含量愈高,Ms點溫度愈降低。0.4%C碳鋼的Ms溫度約為350℃左右,而0.8%C碳鋼就降低至約200℃左右。
淬火液可添加適當?shù)奶砑觿?/p>
(1)水中加入食鹽可使冷卻速率加倍:鹽水淬火之冷卻速率快,且不會有淬裂及淬火不均勻之現(xiàn)象,可稱是最理想之淬硬用冷卻劑。食鹽的添加比例以重量百分比10%為宜。
(2)水中有雜質(zhì)比純水更適合當淬火液:水中加入固體微粒,有助于工件表面之洗凈作用,破壞蒸氣膜作用,使得冷卻速度增加,可防止淬火斑點的發(fā)生。因此淬火處理,不用純水而用混合水之淬火技術(shù)是很重要的觀念。
(3)聚合物可與水調(diào)配成水溶性淬火液:聚合物淬火液可依加水程度調(diào)配出由水到油之冷卻速率之淬火液,甚為方便,且又無火災(zāi)、污染及其它公害之虞,頗具前瞻性。
(4)干冰加乙醇可用于深冷處理容液:將干冰加入乙醇中可產(chǎn)生-76℃之均勻溫度,是很實用的低溫冷卻液。
硬度與淬火速度之關(guān)聯(lián)性
只要改變鋼材淬火冷卻速率,就會獲得不同的硬度值,主要原因是鋼材內(nèi)部生成的組織不同。當冷卻速度較慢時而經(jīng)過鋼材的Ps曲線,此時沃斯田體變態(tài)溫度較高,沃斯田體會生成波來體,變態(tài)開始點為Ps點,變態(tài)終結(jié)點為Pf點,波來體的硬度較小。若冷卻速度加快,冷卻曲線不會切過Ps曲線時,則沃斯田體會變態(tài)成硬度較高的麻田散體。麻田散體的硬度與固溶的碳含量有關(guān),因此麻田散體的硬度會隨著%C含量之增加而變大,但超過0.77%C后,麻田散體內(nèi)的碳固溶量已無明顯增加,其硬度變化亦趨于緩和。
※淬火與回火冷卻方法之區(qū)別
淬火常見的冷卻方式有三種,分別是:(1)連續(xù)冷卻;(2)恒溫冷卻及(3)階段冷卻。為求淬火過程降低淬裂的發(fā)生,臨界區(qū)域溫度以上,可使用高于臨界冷卻速率的急速冷卻為宜;進入危險區(qū)域時,使用緩慢冷卻是極為重要的關(guān)鍵技術(shù)。因此,此類冷卻方式施行時,使用階段冷卻或恒溫冷卻(麻回火)是最適宜的。
回火處理常見的冷卻方式包括急冷和徐冷兩種冷卻方法,其中合金鋼一般使用急冷;工具鋼則以徐冷方式為宜。工具鋼自回火溫度急冷時,因殘留沃斯田體變態(tài)的緣故而易產(chǎn)生裂痕,稱之為回火裂痕;相同的,合金鋼若采用徐冷的冷卻方式,易導(dǎo)致回火脆性。
淬火后,殘留沃斯田體的所扮演的角色
淬火后的工件內(nèi)常存在麻田散體與殘留沃斯田體,在常溫放置一段長久時間易引起裂痕的發(fā)生,此乃因殘留沃斯田體產(chǎn)生變態(tài)、引起膨脹所導(dǎo)致,此現(xiàn)象尤其再冬天寒冷的氣候下最容易產(chǎn)生。此外,殘留沃斯田體另一個大缺點為硬度太低,使得工具的切削性劣化。可使用深冷處理促使麻田散體變態(tài)生成,讓殘留沃斯田體即使進一步冷卻也無法再產(chǎn)生變態(tài);或以外力加工的方式,使不安定的殘留沃斯田體變態(tài)成麻田散體,降低殘留沃斯田體對鋼材特性之影響。
淬火處理后硬度不足的原因
淬火的目的在使鋼材表面獲得滿意的硬度,若硬度值不理想,則可能是下列因素所造成:(1)淬火溫度或沃斯田體化溫度不夠;(2)可能是冷卻速率不足所致;(3)工件表面若熱處理前就發(fā)生脫碳現(xiàn)象,則工件表面硬化的效果就會大打折扣;(4)工件表面有銹皮或黑皮時,該處的硬度就會明顯不足,因此宜先使用珠擊法將工件表面清除干凈后,再施以淬火處理。
淬裂發(fā)生的原因
會影響淬裂的主要原因包括:工件的大小與形狀、碳含量高低、冷卻方式及前處理方法等。鋼鐵熱處理會產(chǎn)生淬裂,導(dǎo)因于淬火過程會產(chǎn)生變態(tài)應(yīng)力,而這個變態(tài)應(yīng)力與麻田散體變態(tài)的過程有關(guān),通常鋼材并非一開始產(chǎn)生麻田散體變態(tài)即發(fā)生破裂,而是在麻田散體變態(tài)進行約50%時(此時溫度約150℃左右),亦即淬火即將結(jié)束前發(fā)生。因此淬火過程,在高溫時要急速冷卻,而低溫時要緩慢冷卻,若能掌握『先快后緩』的關(guān)鍵,可將淬火裂痕的情況降至最低。
過熱容易產(chǎn)生淬火裂痕
加熱超過是當?shù)拇慊饻囟?00℃以上,稱之為過熱。過熱時,沃斯田體之結(jié)晶顆粒變得粗大化,導(dǎo)致淬火后生成粗大的麻田散體而脆化,易使針狀麻田散體之主干出現(xiàn)橫裂痕(此稱為麻田散體裂痕),此裂痕極易發(fā)展成淬火裂痕。因此,當您的工件在沃斯田體化溫度時產(chǎn)生過熱現(xiàn)象時,后續(xù)的淬火、冷卻均無法阻止淬裂的產(chǎn)生,故有人把『過熱』稱為發(fā)生淬火裂痕的元兇。
淬火前的組織會影響淬火裂痕?
淬火前的組織當然會影響淬火的成敗。最正常的前組織應(yīng)該是正常化組織或退火組織(波來體結(jié)構(gòu)),若淬火前組織為過熱組織、球狀化組織均會有不同的結(jié)果。過熱組織易產(chǎn)生淬火裂痕,球狀化組織則可以均勻淬硬而避免淬裂及淬彎,因此工具鋼或高碳鋼在淬火前,可施行球狀化處理已是淬火重要技術(shù)之一。此時可施以球狀化退火或調(diào)質(zhì)球狀化處理以獲得球狀碳化物。碳化物若以網(wǎng)狀組織存在,則容易由該處發(fā)生淬火裂痕。
淬火零件因常溫放置引起之瑕疵
淬火后的零件,若長時間放置在室溫,可能發(fā)生擱置裂痕及擱置變形兩種缺陷。擱置裂痕又稱為時效裂痕,尤其在冬天寒冷的夜晚,隨溫度之下降導(dǎo)致殘留沃斯田體變態(tài)為麻田散體,使裂痕因此而產(chǎn)生,又稱之為夜泣裂痕。擱置變形又稱之為時效變形,乃淬火工件放置于室溫引起尺寸形狀變化之現(xiàn)象,大多導(dǎo)因于回火處理不完全所致。為防止擱置變形,需讓鋼材組織安定化,因此首先要消除不安定之殘留沃斯田體(實施深冷處理)。接著實施200℃~250℃的回火處理使麻田散體安定化。
(2)回火常見問題與解決技巧
100℃熱水回火之優(yōu)點
低溫回火常使用180℃至200℃左右來回火,使用油煮回火。其實若使用100℃的熱水來進行回火,會有許多優(yōu)點,包括:(1)100℃的回火可以減少磨裂的發(fā)生;(2)100℃回火可使工件硬度稍增,改善耐磨性;(3)100℃的熱水回火可降低急速加熱所產(chǎn)生裂痕的機會;(4)進行深冷處理時,降低工件發(fā)生深冷裂痕的機率,對殘留沃斯田體有緩沖作用,增加材料強韌性;(5)工件表面不會產(chǎn)生油焦,表面硬度稍低,適合磨床研磨加工,亦不會產(chǎn)生油煮過熱干燒之現(xiàn)象。
二次硬化之高溫回火處理
對于工具鋼而言,殘留應(yīng)力與殘留沃斯田體均對鋼材有著不良的影響,浴消除之就要進行高溫回火處理或低溫回火。高溫回火處理會有二次硬化現(xiàn)象,以SKD11而言,530℃回火所得鋼材硬度較200℃低溫回火稍低,但耐熱性佳,不會產(chǎn)生時效變形,且能改善鋼材耐熱性,更可防止放電加工之加工變形,益處甚多。
在300℃左右進行回火處理,為何會產(chǎn)生脆化現(xiàn)象?
部分鋼材在約270℃至300℃左右進行回火處理時,會因殘留沃斯田體的分解,而在結(jié)晶粒邊界上析出碳化物,導(dǎo)致回火脆性。二次硬化工具鋼當加熱至500℃~600℃之間時才會引起分解,在300℃并不會引起殘留沃斯田體的分解,故無300℃脆化的現(xiàn)象產(chǎn)生。
回火產(chǎn)生之回火裂痕
以淬火之鋼鐵材料經(jīng)回火處理時,因急冷、急熱或組織變化之故而產(chǎn)生之裂痕,稱之為回火裂痕。常見之高速鋼、SKD11模具鋼等回火硬化鋼在高溫回火后急冷也會產(chǎn)生。此類鋼材在第一次淬火時產(chǎn)生第一次麻田散體變態(tài),回火時因淬火產(chǎn)生第二次麻田散體變態(tài)(殘留沃斯田體變態(tài)成麻田散體),而產(chǎn)生裂痕。因此要防止回火裂痕,最好是自回火溫度作徐徐冷卻,同時淬火再回火的作業(yè)中,亦應(yīng)避免提早提出回火再急冷的熱處理方式。
回火產(chǎn)生之回火脆性
可分為300℃脆性及回火徐冷脆性兩種。所謂300℃脆性系指部分鋼材在約270℃至300℃左右進行回火處理時,會因殘留沃斯田體的分解,而在結(jié)晶粒邊界上析出碳化物,導(dǎo)致回火脆性。所謂回火徐冷脆性系指自回火溫度(500℃~600℃)徐冷時出現(xiàn)之脆性,Ni-Cr鋼頗為顯著?;鼗鹦炖浯嘈裕勺曰鼗饻囟燃崩浼右苑乐?,根據(jù)多種實驗結(jié)果顯示,機械構(gòu)造用合金鋼材,自回火溫度施行空冷,以10℃/min以上的冷卻速率,就不會產(chǎn)生回火徐冷脆性。
高周波淬火常見之問題
高周波淬火處理常見的缺陷有淬火裂痕、軟點及剝離三項。高周波淬火最忌諱加熱不均勻而產(chǎn)生局部區(qū)域的過熱現(xiàn)象,諸如工件銳角部位、鍵槽部位、孔之周圍等均十分容易引起過熱,而導(dǎo)致淬火裂痕的發(fā)生,上述情形可藉由填充銅片加以降低淬火裂痕發(fā)生的可能性。另外高周波淬火工件在淬火過程不均勻,會引起工件表面硬度低的缺點,稱之為軟點,此現(xiàn)象系由于高周波淬火溫度不均勻、噴水孔阻塞或孔的大小與數(shù)目不當所致。第三種會產(chǎn)生的缺失是表面剝離現(xiàn)象,主要原因為截面的硬度變化量大或硬化層太淺,因此常用預(yù)熱的方式來加深硬化層,可有效防止剝離現(xiàn)象。
不銹鋼為何不能在500℃至650℃間進行回火處理?
大部分的不銹鋼在固溶化處理后,若在475℃至500℃之間長時間持溫時,會產(chǎn)生硬度加大、脆性亦大增的現(xiàn)象,此稱之為475℃脆化,主要原因有多種說法,包括相分解、晶界上有含鉻碳化物的析出及Fe-Cr化合物形成等,使得常溫韌性大減,且耐蝕性亦甚差,一般不銹鋼的熱處理應(yīng)避免常時間持溫在這個溫度范圍。另外在600℃至700℃之間長時間持溫,會產(chǎn)生s相的析出,此s相是Fe-Cr金屬間化合物,不但質(zhì)地硬且脆,還會將鋼材內(nèi)部的鉻元素大量耗盡,使不銹鋼的耐蝕性與韌性均降低。
為何會產(chǎn)生回火變形?
會產(chǎn)生回火變形的主要原因為回火淬火之際產(chǎn)生的殘留硬力或組織變化導(dǎo)致,亦即因回火使張應(yīng)力消除而收縮、壓應(yīng)力的消除而膨脹,包括回火初期析出e碳化物會有若干收縮、雪明碳鐵凝聚過程會大量收縮、殘留沃斯田鐵變態(tài)成麻田散鐵會膨脹、殘留沃斯田鐵變態(tài)成變韌鐵會膨脹等,導(dǎo)致回火后工件的變形。防止的方法包括:(1)實施加壓回火處理;(2)利用熱浴或空氣淬火等減少殘留應(yīng)力;(3)用機械加工方式矯正及(4)預(yù)留變形量等方式。
回火淬性的種類
(1)270℃~350℃脆化:又稱為低溫回火淬性,大多發(fā)生在碳鋼及低合金鋼。
(2)400℃~550℃脆化:通常構(gòu)造用合金鋼再此溫度范圍易產(chǎn)生脆化現(xiàn)象。
(3)475℃脆化:特別指Cr含量超過13%的肥粒鐵系不銹鋼,在400℃至550℃間施以回火處理時,產(chǎn)生硬度增加而脆化的現(xiàn)象,在475℃左右特別顯著。
(4)500℃~570℃脆化:常見于加工工具鋼、高速鋼等材料,在此溫度會析出碳化物,造成二次硬化,但也會導(dǎo)致脆性的提高。
(3)退火常見問題與解決技巧
※工件如何獲得性能優(yōu)異之微細波來體結(jié)構(gòu)?
退火處理會使鋼材變軟,淬火處理會使鋼材變硬,相比較之下,如施以『正?;惶幚?,則可獲得層狀波來鐵組織,可有效改善鋼材的切削性及耐磨性,同時又兼具不會產(chǎn)生裂痕、變形量少與操作方便等優(yōu)點。然而正常化處理是比較難的一種熱處理技術(shù),因為它采用空冷的方式冷卻,會受到許多因素而影響空冷效果,例如夏天和冬天之冷卻效果不同、工件大小對空冷速率有別、甚至風吹也會影響冷卻速率。因此正常化處理要使用各種方法來維持均一性,可利用遮陽、圍幕、坑洞、風扇等。
※正?;幚砼c退火處理之差異
正常化處理維加熱至A3點或Acm點以上40~60℃保持一段時間,使鋼材組織變成均勻的沃斯田體結(jié)構(gòu)后,在靜止的空氣中冷卻至室溫的熱處理程序。對亞共析鋼而言,可獲得晶粒細化的目的而擁有好的強度與韌性;對過共析鋼而言,則可防止雪明碳鐵在沃斯田鐵晶粒邊界上形成網(wǎng)狀析出,以降低材料的韌性。
完全退火處理主要目的是要軟化鋼材、改善鋼材之切削性,其熱處理程序為加熱至A3點以上20~30℃(亞共析鋼)或A1點以上30~50℃持溫一段時間,使形成完全沃斯田體組織后(或沃斯田體加雪明碳體組織),在A1點下方50℃使充分發(fā)生波來體變態(tài),獲至軟化的鋼材。另外應(yīng)力消除退火則是在變態(tài)點以下450~650℃加熱一段時間后徐徐冷卻至室溫,可消除鋼材內(nèi)部在切削、沖壓、鑄造、熔接過程所產(chǎn)生的殘留應(yīng)力。
※如何消除工件之殘留應(yīng)力?
應(yīng)力消除退火則是在變態(tài)點以下450~650℃加熱一段時間后徐徐冷卻至室溫,可消除鋼材內(nèi)部在切削、沖壓、鑄造、熔接過程所產(chǎn)生的殘留應(yīng)力。對碳鋼而言,參考的加熱溫度為625±25℃;對合金鋼而言,參考的加熱溫度為700±25℃。持溫時間亦會有所差異,對碳鋼而言,保持時間為每25mm厚度持溫1小時;對合金鋼而言,保持時間為每25mm厚度持溫2小時,冷卻速率為每后25mm以275℃/小時以下的冷卻速率冷卻之。
※如何預(yù)防加熱變形?
預(yù)防加熱變形的發(fā)生,最好是緩慢加熱,并實施預(yù)熱處理。一般鋼材在選擇預(yù)熱溫度時,可依下列準則來選定預(yù)熱溫度:(1)以變態(tài)點以下作為預(yù)熱溫度,例如普通鋼約在650~700℃,高速鋼則在800~850℃左右。(2)以500℃左右作為預(yù)熱溫度。(3)二段式預(yù)熱,先在500℃左右作第一段預(yù)熱,保持一段時間充分預(yù)熱后,在將預(yù)熱溫度調(diào)高至A1變態(tài)點以下。(4)三段式預(yù)熱,針對含有高含量合金之大型鋼材,例如高速鋼,有時需要在1000~1050℃作第三段預(yù)熱。
(4)滲碳氮化常見問題與解決技巧
※氮化表面硬度或深度不夠
(1)可能是鋼料化學成分不適合作氮化處理
(2)可能是氮化處理前的組織不適合
(3)可能是氮化溫度過高或太低
(4)爐中之溫度或流氣不均勻
(5)氨氣的流量不足
(6)滲氮的時間不夠長
※氮化工件彎曲很厲害
(1)氮化前的弛力退火處理沒有做好
(2)工件幾何曲線設(shè)計不良,例如不對稱、厚薄變化太大等因素
(3)氮化中被處理的工件放置方法不對
(4)被處理工件表面性質(zhì)不均勻,例如清洗不均或表面溫度不均等因素
※氮化工件發(fā)生龜裂剝離現(xiàn)象
(1)氨的分解率超過85%,可能發(fā)生此現(xiàn)象
(2)滲氮處理前工件表面存在脫碳層
(3)工件設(shè)計有明顯的銳角存在
(4)白層太厚時
※氮化工件的白層過厚
(1)滲氮處理的溫度太低
(2)氨的分解率低于15%時,可能發(fā)生此現(xiàn)象
(3)在冷卻過程不恰當
※氮化處理時之氨分解率不穩(wěn)定
(1)分解率測定器管路漏氣
(2)滲氮處理時裝入爐內(nèi)的工件太少
(3)爐中壓力變化導(dǎo)致氨氣流量改變
(4)觸媒作用不當
※工件需進行機械加工處如何防止?jié)B碳?
(1)鍍銅法,鍍上厚度20mm以上的銅層
(2)涂敷涂敷劑后干燥,可使用水玻璃溶液中懸浮銅粉
(3)涂敷防碳涂敷劑后干燥,主要使用硼砂和有機溶劑為主
(4)氧化鐵和黏土混合物涂敷法
(5)利用套筒或套螺絲
※滲碳后工件硬度不足
(1)冷卻速度不足,可利用噴水冷卻或鹽水冷卻
(2)滲碳不足,可使用強力滲碳劑
(3)淬火溫度不足
(4)淬火時加熱發(fā)生之脫碳現(xiàn)象所導(dǎo)致,可使用鹽浴爐直接淬火
※滲碳層剝離現(xiàn)象
(1)含碳量之濃度坡度太大,應(yīng)施以擴散退火
(2)不存在中間層,應(yīng)緩和滲碳的速率
(3)過滲碳現(xiàn)象,可考慮研磨前次之滲碳層
(4)反復(fù)滲碳亦可能產(chǎn)生滲碳層剝離的現(xiàn)象