零件热处理技术方面的要求的正确提出及正确标注

时间:  2023-09-18 15:57:22      |      作者:  贝博bb平台体育app官网
热处理技术方面的要求的正确提出和正确标注,是一个合格热处理工作者的基本素质,也是在设计会审环节发


  热处理技术方面的要求的正确提出和正确标注,是一个合格热处理工作者的基本素质,也是在设计会审环节发表专业意见的基本依据。

  由于硬度试验简便快捷,又不破坏零件,而且硬度与强度等其它力学性能有一定对应关系。可以间接反映其他力学性能,因此,硬度成为热处理质量检验最重要的指标,不少零件还是唯一的技术要求。

  对于重要受力件,除有硬度要求外,还有强度极限、屈服强度或断裂韧度等要求。在较高温度下工作的重要受力件,还有持久强度和蠕变极限等要求。在有腐蚀介质条件下工作的重要受力件,还有应力腐蚀、临界应力强度因子等要求。

  在确定硬度以及力学性能指标时,要注意强度与韧性的合理配合,避免忽视韧性或过分追求韧性指标的偏向;注意组合件强度或硬度的合理匹配,提高零部件常规使用的寿命。例如,轴承滚珠一般要比套圈硬度高2-3HRC,汽车后桥主动齿轮的表面硬度一般要比被动齿轮高2-5HRC;处理好表面硬化零件(如渗碳淬火、渗氮、表面淬火等)的硬化层深度与表面、心部硬度的关系,使心部与表面达到最优匹配,适合零件的工作条件;由于材料强度、结构强度和系统强度三者不完全一致,所以设计中要处理好这三者的关系,对某些重要零件,应根据模拟试验确定所需要的力学性能指标。

  需要表面硬化的零件,硬化层深度多少合适?这个指标的选择要考虑零件的工作条件、对性能的要求、失效形式和表面硬化工艺的特点。首先要知道不同表面硬化工艺都有咋样工艺的效果?设备造价、变形开裂倾向、实用范围等有设么不同?下面分述几以供参考:

  ▶【渗碳淬火】表层状态是:层深0.2-2.0mm,表层硬化、压应力高,硬化层组织为马氏体+碳化物+残奥,层深均匀;

  性能特点是:硬度650~850HV(56~64HRC),耐磨性高,接触、弯曲疲劳强度高,抗咬合性好;

  ▶【碳氮共渗淬火】表层状态是:层深0.1-1.0mm,表层硬化、压应力高,硬化层组织为含氮马氏体+碳氮化合物+残奥,层深均匀;

  性能特点是:硬度700~850HV(58~64HRC),耐磨性高,接触、弯曲疲劳强度高,抗咬合性好;

  【渗氮】表层状态是:层深0.1-0.6mm,表层硬化、压应力高,硬化层组织为合金氮化物+含氮固溶体,层深均匀;

  性能特点是:硬度800~1200HV,耐磨性很高,接触、弯曲疲劳强度高,抗咬合性最好;

  适用范例:中碳合金渗氮钢、热作模具钢、不锈钢、铸铁等齿轮、模具、轴、镗杆等等。

  ▶【氮碳共渗】表层状态是:化合物层深5~20μm、扩散层深0.3-0.5mm,表层硬化、压应力高,硬化层组织为氮碳化合物+含氮固溶体,层深均匀;

  性能特点是:硬度400~800HV,耐磨性较高,接触、弯曲疲劳强度较高,抗咬合性最好;

  适用范例:碳钢、合金钢、高速钢、铸铁、渗氮钢、不锈钢、齿轮、工模具、液压件等等。

  ▶【感应淬火】表层状态是:高频层深0.5-2mm、中频层深3-6mm、工频层深5-20mm,表层硬化、压应力高,硬化层组织为马氏体,层深均匀;

  性能特点是:硬度600~850HV,耐磨性高,接触、弯曲疲劳强度较高,抗咬合性较好;

  ▶【渗硼】表层状态是:层深0.1-0.3mm,表层硬化、压应力高,硬化层组织为硼化物,层深均匀;

  性能特点是:硬度1200~1800HV,耐磨性极高,接触、弯曲疲劳强度较高,抗咬合性最好;

  对于以磨损为主的零件,要根据零件的设计寿命和磨损速度确定硬化层深度,一般不宜过深,特别是工模具的硬化层过深会引起崩刃和断裂。

  对于以疲劳破坏为主的零件,根据表面硬化方法、心部强度、在和形式以及零件形状尺寸确定硬化层深度,以得到最佳硬化率。硬化率的概念如下:

  例如,渗碳或碳氮共渗齿轮,最佳硬化率为0.1~0.15。渗碳淬火和渗氮的最佳硬化率如表1所示。

  由于零件的某些使用性能不能完全通过简单的硬度等力学性能表征出来,所以对热处理质量又提出了一些金相组织检验的要求,并且基本都有相应的国标、行标来详细规范。例如:

  由于热处理是一个加热、冷却过程,并伴随有相变发生,所以热处理必然会发生变形;但热处理变形量必须得到控制,这样才可以满足零件生产和使用上的要求,所以热处理变形量是热处理质量的重要指标之一。

  热处理零件在其图样上标注热处理技术方面的要求是机械制图的重要内容,正确、清楚、完整、合理地标注热处理技术方面的要求,对热处理质量和产品质量影响很大。

  件图样上标注的热处理技术方面的要求,是指成品零件热处理最终状态所应具有的性能要求和应达到的技术指标。以正火、退火、回火、调质等作为最终热处理状态的零件,硬度要求通常以布氏硬度或洛氏硬度表示,特定场合,用其他适应的硬度种类表示。对其他力学性能要求,应注明其技术指标和取样方法和取样位置。对于大型锻件、铸件的不一样的部位、不同方向的不同性能要求也应在图样上注明。对于以试样表征零件热处理结果的,还要对试样尺寸做严格规定,力求随炉试样的处理过程与工件一致。

  热处理技术方面的要求的指标一般以范围表示,可以标出上下限值,如60-65HRC,也可以以下偏差为零再加上上偏差表示,如60

  对局部热处理的零件,在技术方面的要求的文字说明中要写明“局部热处理”。在需要热处理的部位用粗点划线框出,如果是轴对称零件,在不致引起误会的情况下,可以用一根粗点划线画在热处理部分外侧表示。参见图1、图2。

  如果零件形状复杂或者容易与其它工艺标注混淆,标注热处理技术方面的要求有困难,文字说明也很难说清楚时,需要加附图专门对热处理要求做标注。

  对于表面淬火零件,除要标注表面和心部硬度之外,还要标注有效硬化层深度。例如图2 所示零件,这是一个局部感应加热零件,离轴左端15±5mm处开始,在长30

  对于渗碳、氮碳共渗和渗氮、氮碳共渗零件,也要标注表面和心部硬度、有效硬化层深度,还要标注出不允许渗上及不允许硬化的部位。如图3、图4 所示。图3 表示一个局部渗碳零件,要求渗碳并淬火回火部位用粗点划线HRC,有效硬化层深度

  1.2-1.9mm(注:DC表示渗碳淬火有效硬化层);虚线框出部分表示可渗碳淬硬也可不渗碳淬火。而未标出部分表示不允许渗碳,也不允许淬硬硬。图4 表示一个整体渗氮零件,表面硬度850-950HV10有效硬化层深度

  =0.3-0.4mm,渗层脆性等级不大于3级。(注:DN表示氮化硬化层)

  零件图样上标注的热处理技术方面的要求,是设计者对该零件提出的热处理质量发展要求,也是编制热处理工艺和进行热处理质量检验的主要是根据。所以,在零件图样上标注的热处理技术方面的要求,应全面、准确地反映出设计者对零件的热处理方面设计意图。同时也必须为热处理工作者所接受,能在热处理生产中实现。为此,对零件热处理方面的技术方面的要求应该经过热处理工艺人员审查会签。

  1)热处理技术要求指标应合理,具有热处理可行性。2)热处理技术要求指标应正确。考虑到零件服役条件和结构要素,同一零件不一样的部位的技术方面的要求可以不同,如带螺纹零件的螺纹部分不应淬硬或淬硬后再做局部回火降低硬度,以减小应力集中和缺口敏感性;同一零件能够使用不同热处理工艺,技术要求指标可能相同也可能有所差异。

  3)热处理技术要求指标要完整。根据零件的重要性和质量发展要求,各种不同零件的技术方面的要求不同。特别对于重要件有多项技术方面的要求的,应逐一注明。

  4)热处理技术要求指标与使用性能、代用性能要一致。格外的注意硬度与其他性能的关系,并选择正真适合的硬度表示法。

  3)零件结构设计时是否考虑了热处理工艺性,是否避免了热处理工艺性中的有害结构。

  按照零件技术方面的要求,根据本企业现状设计合理的热处理工艺,在保证性能和质量的前提下,做到技术先进、经济合理、生产安全是

  责。而设计人员一般不适宜规定热处理工艺方法。3.4 热处理零件的成组加工性:

  把形状、尺寸及技术方面的要求相近的零件归并成组,统一要求,使单件小批量生产变成批量生产。这样就会提高生产效率、减少相关成本。这当中不同零件,相同或相近材料,热处理技术方面的要求又相近时,要提出统一归并意见,在图样中也要做相应的

  ,可先调质后机械加工;而要求硬度较高时(285HBW),可先粗加工后调质。大批量生产时,可用锻造余热调质代替单独调质。

  但是,即使是硬度要求较低的调质零件,也需要兼顾材料的淬透性和加工余量。否则,低淬透性得到的浅薄调质层,被后续大余量加工去除,使调质形同虚设。例如:45钢零件,当尺寸大于20mm时,其有效的淬火深度也不会超过3mm,当余量≥3mm时,基本上淬火回火所得到的调质层都被加工去除了,从而得不到调质处理应有的性能。2)正常的情况下可在毛坯生产后直接进行预备热处理,可避免零件不必要的周转,还可利用余热,减少相关成本,提高生产率。

  3)形状复杂、精度要求比较高的零件,化学热处理零件,感应加热淬火零件等,都应进行预备热处理。这有利于减少热处理变形,还可为后续热处理作好组织准备。

  4)大批量生产的标准件毛坯,在成型前应进行球化退火,这样会减少相关成本,提高质量。

  6)精度要求高的零件,在机械加工工序完成后,应安排去应力退火或时效处理,以及时消除加工应力。

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