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常用热处理设备的选择及热处理所造成的缺陷

点击次数:159发布时间:2020-08-29

一、常用热处理炉炉型的选择
炉型的选择
     炉型应依据不同的工艺要求及工件的类型来决定
     1.对于不能成批定型生产的,工件大小不相等的,种类较多的,要求工艺上具有通用性、多用性的,可选用箱式炉。
     2.加热长轴类及长的丝杆,管子等工件时,可选用深井式电炉。
     3.小批量的渗碳零件,可选用井式气体渗碳炉。
     4.对于大批量的汽车、拖拉机齿轮等零件的生产可选连续式渗碳生产线或箱式多用炉。
     5压件板材坯料的加热大批量生产时,建议选用滚动炉,辊底炉。
     6.对成批的定型零件,生产上可选用推杆式或传送带式电阻炉(推杆炉或铸带炉)
     7.小型机械零件如:螺钉,螺母等可选用振底式炉或网带式炉。
     8.钢球及滚柱热处理可选用内螺旋的回转管炉。
     9.有色金属锭坯在大批量生产时可用推杆式炉,而对有色金属小零件及材料可用空气循环加热炉。
     二、加热缺陷及控制
     (一)、过热现象
     我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大,使零件的机械性能下降。
     1. 一般过热:加热温度过高或在高温下保温时间过长,引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低,脆性转变温度升高,增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料(常为不懂工艺发生的)。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后,在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。
     2. 断口遗传:有过热组织的钢材,重新加热淬火后,虽能使奥氏体晶粒细化,但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多,一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界面,而冷却时这些夹杂物又会沿晶界面析出,受冲击时易沿粗大奧氏体晶界断裂。
     3. 粗大组织的遗传:有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时,以慢速加热到常规的淬火温度,甚至再低一些,其奥氏体晶粒仍然是粗大的,这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性,可采用中间退火或多次高温回火处理。
     (二)、过烧现象
     加热温度过高,不仅引起奥氏体晶粒粗大,而且晶界局部出现氧化或熔化,导致晶界弱化,称为过烧。钢过烧后性能严重恶化,淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复,只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。
     (三)、脱碳和氧化
     钢在加热时,表层的碳与介质(或气氛)中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应,降低了表层碳浓度称为脱碳,脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低,而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。加热时,钢表层的铁及合金与元素与介质(或气氛)中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温(一般570度以上)工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化,具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。为了防止氧化和减少脱碳的措施有:工件表面涂料,用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热(如净化后的惰性气体、控制炉内碳势)、火焰燃烧炉(使炉气呈还原性)。
     (四)、氢脆现象
     高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理(如回火、时效等)也能消除氢脆,采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。象现在的连续热处理炉淬火后及时回火处理时可在回火过程中兼顾驱氧处理,跟据目前的使用和统计情况看在连续式可控气氛热处理炉所处理的产品一般是不会出现氢脆现象的。
     当然,任何事都有它的两面性,实际工作中有人利用此现象来为人服务(如合金的粉碎处理等)。
     三、热处理应力及其影响
     热处理残余力是指工件经热处理后最终残存下来的应力,对工件的形状,尺寸和性能都有极为重要的影响。当它超过材料的屈服强度时,便引起工件的变形,超过材料的强度极限时就会使工件开裂,这是它有害的一面,应当减少和消除。但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件的机械性能和使用寿命,变有害为有利。分析钢在热处理过程中应力的分布和变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远的实际意义。例如关于表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的广泛重视。

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