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模具設(shè)計(jì)相關(guān)的簡單熱處理

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2014-05-13 10:03:04點(diǎn)擊率：

　　一、熱處理

　　鋼的熱處理就是將鋼在固態(tài)下施以不同的加熱、保溫和冷卻，以改變其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，獲得所需性能的一種加工工藝。在大多數(shù)熱處理工藝中，鋼加熱的目的主要是獲得奧氏體組織，因此習(xí)慣上把鋼從室溫組織加熱到奧氏體狀態(tài)的過程稱為鋼的奧氏體化。其基本的類型根據(jù)加熱和冷卻方法不同，可分為退火、正火、淬火、回火等四種。

　　二、退火

　　1.退火概念:

　　所謂退火，就是將金屬或合金加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后隨爐緩慢冷卻的熱處理工藝，其實(shí)質(zhì)是將鋼加熱奧氏體化后進(jìn)行珠光體轉(zhuǎn)變。

　　2.退火目的:

　　(1).降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工;

　　(2).細(xì)化晶粒，消除因鍛、焊等引起的組織缺陷，均勻鋼的組織成分，改善鋼的性能或?yàn)橐院蟮臒崽幚碜鳒?zhǔn)備;

　　(3).消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力，以防止變形或開裂。

　　3.退火方法:

　　常用的退火方法有完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火、擴(kuò)散退火和等溫退火等幾種。

　　(1).完全退火:又稱重結(jié)晶退火，是將鐵碳合金完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻，獲得接近平衡狀態(tài)組織的退火工藝。適用于含碳量為0.3%~0.6%的中碳鋼和中碳合金鋼。

　　(2).球化退火:使鋼中碳化物球狀化而進(jìn)行的退火工藝。常用的球化退火有普通球化退火和等溫球化退火兩種，此工藝主要用于共析鋼和過析鋼的模具、量具和刃具鋼等。

　　(3).去應(yīng)力退火:為了去除由于塑性變形加工、鍛造、焊接等造成及鍛件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力而進(jìn)行的退火工藝。

　　(4).再結(jié)晶退火:又稱中間退火，是指經(jīng)冷形變后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上，保持適當(dāng)時(shí)間，使形變晶粒重新結(jié)晶成均勻的等軸晶粒，以消除形變強(qiáng)化和殘余應(yīng)力的熱處理工藝。

　　(5).等溫退火:就是將鋼件或毛坯加熱到高于Ac3(或Ac1)溫度，保持適當(dāng)時(shí)間后，較快地冷卻到珠光體溫度區(qū)間的某一溫度并等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織，然后在空氣中冷卻的熱處理工藝。此種退火方式主要用于過冷奧氏體比較穩(wěn)定的合金鋼。

　　三、正火

　　1.正火概念:

　　正火就是將鋼材或鋼件加熱到Ac3(或m)以上30~50℃，保溫適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。

　　2.正火目的:

　　(1).可消除過共析鋼中的網(wǎng)狀碳化物，改善鋼的切削加工性能;

　　(2).細(xì)化過熱鑄、鍛件晶粒和消除內(nèi)應(yīng)力;

　　(3).對(duì)含C量<0.4%的中、低碳鋼可用正火代替退火作預(yù)先熱處理;

　　(4).含C量在0.4~0.7%的不太重要的工件可在正火狀態(tài)下使用。

　　四、淬火

　　1.淬火概念:

　　淬火就是將鋼加熱到Ac3或Ac1點(diǎn)以上某一溫度，保持一定時(shí)間，然后以適當(dāng)速度冷卻獲得馬氏體和(或)貝氏體組織的熱處理工藝。

　　2.淬火目的:

　　淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體(或貝氏體)轉(zhuǎn)變，得到馬氏體(或貝氏體)組織，然后配合以不同溫度的回火，獲得所需的力學(xué)性能。(注:淬火態(tài)工件不允許直接投入現(xiàn)場(chǎng)使用，通常在此之后必須實(shí)時(shí)進(jìn)行1~2次或以上之回火加工，以調(diào)整其組織及應(yīng)力等!)

　　3.深冷處理：

　　深冷處理就是鋼件淬火冷卻到室溫后，繼續(xù)在0℃以下的介質(zhì)中冷卻的熱處理工藝，也稱為冷處理，是淬火過程的繼續(xù)。

　　(1).深冷處理目的：

　　為了大限度的減少殘余奧氏體(常溫下不穩(wěn)定組織，容易引起尺吋變吋等)，以進(jìn)一步提高工件淬火后的硬度和防止在使用過程中因殘余奧氏體的分解而引起的變形，同時(shí)強(qiáng)度、硬度和耐磨性都可得到不同程度的提高。(2).深冷處理注意要項(xiàng):

　　高合金鋼或高合金滲碳鋼，因Mf點(diǎn)很低，冷處理需在-120℃以下進(jìn)行，保溫1~2h，冷處理后必須進(jìn)行回火或時(shí)效，以獲得更穩(wěn)定的回火馬氏體組織，并使殘余奧氏體進(jìn)一步轉(zhuǎn)變和穩(wěn)定化，同時(shí)使淬火應(yīng)力及深冷應(yīng)力充分消除。

　　(3).深冷處理適用范圍：

　　較適用于精度要求很高，必須保證其尺寸穩(wěn)定性的工件，如量具等。

　　五、回火

　　1.回火概念：

　　回火就是鋼件淬硬后，再加熱到低于Ac1點(diǎn)以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。

　　2.回火目的：

　　(1).合理地調(diào)整力學(xué)性能，使工件滿足使用要求;

　　(2).穩(wěn)定組織，使工件在使用過程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而保證工件的尺寸、形狀不變;

　　(3).降低或消除淬火內(nèi)應(yīng)力，以減少工件的變形并防止開裂。

　　3.回火分類：

　　按照加熱溫度的不同，回火可分為低溫、中溫和高溫回火三類。

　　(1).低溫回火：回火溫度在250℃以下，回火后的組織為回火馬氏體+殘余奧氏體;

　　(2).中溫回火：回火溫度在500～500℃，回火后組織為回火托氏體+殘余奧氏體;

　　(3).高溫回火：回火溫度在500～650℃，回火后組織為回火索氏體+殘余奧氏體;此工藝也稱為調(diào)質(zhì)處理(即淬火+高溫回火)。主要用于中碳結(jié)構(gòu)鋼工件，使鋼的的強(qiáng)度、塑性、韌性達(dá)到恰當(dāng)?shù)呐浜?，具有良好的綜合機(jī)械性能，常用于高碳高合金鋼(如高速鋼等)之回，回火溫度在500~600℃，以使發(fā)生二次硬化作用，促進(jìn)殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變。(注:通常低溫回火之工件回含有較多殘余奧氏體組織而不適合進(jìn)行W/E、EDM加工，作為中溫回火工藝針對(duì)模具鋼材處理亦不屬理想之回火溫度)

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