李朝輝 110309123 模具材料論文

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1、金屬材料熱處理論文題目：熱處理變形的影響因素專業(yè)：材料成型與控制姓名:李朝輝學號：110309123熱處理變形的影響因素摘?要：工業(yè)發(fā)展日新月異，對機械精度和性能的要求也越來越高。在工業(yè)零件生產(chǎn)中，熱處理是必不可少的一部分，它對材料性能的影響非常大，金屬熱處理在改善材料各種性能的同時，熱處理變形是不可避免的，并且會直接影響到工件的精度、強度、噪聲和壽命，因此對于精度要求較高的零件要盡可能減小其變形量，著重分析溫度是控制變形的關(guān)鍵因素的同時羅列幾點次要因素。???關(guān)鍵詞：熱處理變形金屬熱處理變形因

2、素溫度???一、引言變形是指零件在熱處理時引起的形狀和尺寸的偏差。變形是熱處理較難解決的問題，要完全不變形時不可能的，一般是把變形量控制在一定范圍內(nèi)。超過變形量時，只能用校正法校正。開裂是絕對要避免的，因為開裂零件無法挽救，只能報廢，這既浪費了材料與加工費用，又影響了生產(chǎn)，給國家造成損失。因此，分析研究金屬熱處理變形、開裂的原因，掌握其規(guī)律性，并找出減小變形、防止開裂的技術(shù)措施，具有十分重要的意義???二、溫度是變形的關(guān)鍵因素???工業(yè)生產(chǎn)中實際應(yīng)用的熱處理工藝形式非常多，如退火，正火，回火，淬

3、火等，但是它們的基本過程都是熱作用過程，都是由加熱、保溫和冷卻三個階段組成的。整個工藝過程都可以用加熱速度、加熱溫度、保溫時間、冷卻速度以及熱處理周期等幾個參數(shù)來描述。在熱處理工藝中，要用到各種加熱爐，金屬熱處理便在這些加熱爐中進行（如基本熱處理中的退火、淬火、回火、化學熱處理的滲碳、滲氨、滲鋁、滲鉻或去氫、去氧等等）。因此，加熱爐內(nèi)的溫度測量就成為熱處理的重要工藝參數(shù)測量。每一種熱處理工藝規(guī)范中，溫度是很重要的內(nèi)容。如果溫度測量不準確，熱處理工藝規(guī)范就得不到正確的執(zhí)行，以至造成產(chǎn)品質(zhì)量下降甚至

4、報廢。溫度的測量與控制是熱處理工藝的關(guān)鍵，也是影響變形的關(guān)鍵因素。???（1）工藝溫度降低后工件的高溫強度損失相對減少，塑性抗力增強。這樣工件的抗應(yīng)力變形、抗淬火變形、抗高溫蠕變的綜合能力增強，變形就會減少；???（2）工藝溫度降低后工件加熱、冷卻的溫度區(qū)間減少，由此而引起的各部位溫度不一致性也會降低，由此而導致的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力也相對減少，這樣變形就會減少；???（3）如果工藝溫度降低、且熱處理工藝時間縮短，則工件的高溫蠕變時間減少，變形也會減少。????減小熱處理變形需要合理的熱處理工藝。各

5、種熱處理方式相結(jié)合，搭配，盡量既滿足性能需要同時又減少變形等缺陷。例如經(jīng)熱處理后的20CrNi2MoA鋼齒圈齒表面、齒心部硬度及有效硬化層深度均達到要求。圖1為模數(shù)mn=12mm的齒圈經(jīng)不同溫度球化退火后的硬度梯度曲線。由圖1可以看出，在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化+680℃等溫處理的硬度梯度結(jié)果相近，未經(jīng)球化退火的齒輪的硬度較前兩個低。這是因為球化退火可使淬火后滲層表面殘留奧氏體量減少，從而提高了齒表面硬度，因此20CrNi2MoA鋼齒圈滲碳后應(yīng)采用球化退火工藝，同時為減小熱處理

6、變形，在650℃球化退火效果更好。三、變形的其它影響因素及減小措施（一）??合理的加熱次序和冷卻次序?根據(jù)，不同零件的結(jié)構(gòu)特點，制定適合該零件的熱處理順序，可相應(yīng)的減小熱處理帶來的變形，盡量使各部分熱處理產(chǎn)生的變形可以相互抵消。最終達到變形最小的目的。不過，此方法成本較高，較復(fù)雜，浪費時間。一般情況下，除非非常精密的零件，才會采用此種方式。（二）預(yù)備熱處理???正火硬度過高、混晶、大量索氏體或魏氏組織都會使內(nèi)孔變形增大，所以要用控溫正火或等溫退火來處理鍛件。金屬的正火、退火以及在進行淬火之前的調(diào)

7、質(zhì)，都會對金屬最終的變形量產(chǎn)生一定的影響，直接影響到的是金屬組織結(jié)構(gòu)上的變化。實踐證明，在正火時采用等溫淬火可有效地使金屬組織結(jié)構(gòu)趨于均勻，從而使其變形量減小。???（三）運用合理的冷卻方法???金屬淬火后冷卻過程對變形的影響也是很重要的一個變形原因。熱油淬火比冷油淬火變形小，一般控制在100±20℃。油的冷卻能力對變形也是至關(guān)重要的。淬火的攪拌方式和速度均影響變形。金屬熱處理冷卻速度越快，冷卻越不均勻，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，模具的變形也越大?？梢栽诒ＷC模具硬度要求的前提下，盡量采用預(yù)冷；采用分級冷卻

8、淬火能顯著減少金屬淬火時產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，是減少一些形狀較復(fù)雜工件變形的有效方法；對一些特別復(fù)雜或精度要求較高的工件，利用等溫淬火能顯著減少變形。???（四）零件結(jié)構(gòu)要合理???金屬熱處理后在冷卻過程中，總是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在滿足實際生產(chǎn)需要的情況下，應(yīng)盡量減少工件厚薄懸殊，零件截面力求均勻，以減少過渡區(qū)因應(yīng)力集中產(chǎn)生畸變和開裂傾向；工件應(yīng)盡量保持結(jié)構(gòu)與材料成分和組織的對稱性，以減少由于冷卻不均引起的畸變；工件應(yīng)盡量避免尖銳棱角、溝槽等，在工件的厚薄交界處、臺階處要有圓角過