熱處理工(高級)第四章課件

1、 第四章 復雜工件校直與矯正處理 了解工件畸變的影響因素以及工件熱處理過程應力的變化和殘留應力的分布；熟悉復雜工件的畸變規(guī)律和矯正方法；掌握工件畸變的預防和消除方法；學會判斷工件變形分析方法和利用工裝夾具減小工件熱處理變形的措施。第四章 復雜工件校直與矯正處理一、工件畸變的影響因素不同成分、不同形狀的工件熱處理畸變各不相同，影響工件畸變的因素主要有以下幾個方面。鋼的成分主要是通過對淬透性及Ms點的影響而影響工件的畸變。工件淬火前的原始組織及成分，碳化物的形態(tài)及分布情況對變形都有很大影響。工件的截面尺寸直接影響淬火后的淬透層深度，截面尺寸越大，淬透層越小，熱應力變形的作用越大。第一節(jié)預防工件畸變

2、的方法3.工件的截面尺寸及形狀2.鋼的原始組織1.鋼的成分隨著工件淬火溫度的提高，工件的熱應力將加大，同時由于鋼的淬透性也隨之增加，所以其相變應力也將增大。在獲得相同硬度及相同組織的情況下，比較緩和的冷卻介質所引起的淬火變形總要小些，因此在可能的情況下盡量選用較為緩和的淬火介質。二、預防工件畸變的方法由于受到多種因素影響，工件熱處理過程會出現(xiàn)多種畸變，影響工件的進一步加工，甚至造成工件報廢。第一節(jié)預防工件畸變的方法4.加熱溫度5.冷卻介質及冷卻方式工件的材料選擇是根據(jù)其性能要求、尺寸及結構特點來選擇的。在設計工件的外形、尺寸及內(nèi)部結構時，應該考慮到熱加工的工藝性能。工件產(chǎn)生畸變的主要原因是應力

3、超過材料的屈服強度造成的。工件在爐內(nèi)的放置位置要注意既使工件均勻受熱，又能避免因工件自重產(chǎn)生畸變。第一節(jié)預防工件畸變的方法1.正確的選材3.冷熱加工工序的配合2.合理的結構設計及技術要求4.熱處理工藝要求第二節(jié)復雜工件畸變規(guī)律與矯正方法復雜工件畸變規(guī)律與矯正方法見表4-1。第二節(jié)復雜工件畸變規(guī)律與矯正方法第二節(jié)復雜工件畸變規(guī)律與矯正方法第二節(jié)復雜工件畸變規(guī)律與矯正方法第二節(jié)復雜工件畸變規(guī)律與矯正方法一、熱處理內(nèi)應力的分布工件熱處理時只要伴隨有相變過程，熱應力和相變應力總是同時產(chǎn)生。圖4-1碳的質量分數(shù)為1.3%的碳鋼圓柱試樣淬火時熱處理應力變化和殘留應力分布第三節(jié)熱應力和相變應力的分布規(guī)律 及

4、減少畸變的方法圖41為碳的質量分數(shù)為13的碳鋼圓柱試樣淬火時熱處理應力變化和殘留應力分布。圖4-2碳的質量分數(shù)為1.0%、釩的質量分數(shù)為0.2%鋼圓柱試樣在800水冷淬火后的殘留應力分布第三節(jié)熱應力和相變應力的分布規(guī)律 及減少畸變的方法1.心部未淬透情況下的殘留應力圖4-3低碳合金鋼圓柱試樣(10mm)淬火時熱處理應力變化和殘留應力分布a)淬火時熱處理應力變化b)殘留應力分布情況第三節(jié)熱應力和相變應力的分布規(guī)律 及減少畸變的方法2.心部淬透情況下的殘留應力分布二、減小工件畸變的方法根據(jù)工件熱處理過程中熱應力和相變應力的分布規(guī)律，工件在淬火的加熱、保溫和冷卻過程中，都可能由于內(nèi)應力而引起變形。對

5、于細長工件應該垂直放置或吊掛，不可平放，尤其不能懸空支撐平放或斜放，否則，隨著溫度升高，工件強度降低，在自重的作用下會引起彎曲變形。在保證淬硬的前提下，一般應盡量選擇低一些的淬火溫度和保溫時間，以減小工件的熱應力和相變應力。第三節(jié)熱應力和相變應力的分布規(guī)律 及減少畸變的方法2.合理地選擇加熱溫度和保溫時間1.選擇合理的裝爐方式對于形狀復雜、要求嚴格的工件，尤其是高合金鋼，如果加熱速度過快，溫度不均勻，引起的熱應力必然會使工件產(chǎn)生變形。工件淬火冷卻時，應該根據(jù)不同的情況，選擇不同的冷卻速度和冷卻方式。正確的淬火操作是減小淬火變形的有效方法。第三節(jié)熱應力和相變應力的分布規(guī)律 及減少畸變的方法5.進

6、行正確的淬火操作4.選擇合理的冷卻方式和冷卻介質3.合理地進行加熱1)某廠生產(chǎn)的矩形截面(35mm35mm)導軌材質為GCr15鋼，長度(L)分別為500mm、700mm，預先熱處理為調質(2532HRC)。加工過程及情況分析：該產(chǎn)品的加工工序為下料鍛造4040mm退火刨削加工調質。2)某廠生產(chǎn)的矩形截面為25mm25mm圓弧鋼條，內(nèi)徑為250mm，展開角度為155，材質為軸承鋼。圖4-4圓弧鋼條與淬火夾具示意圖第四節(jié)工件校直與矯正訓練1)設計專用夾具：使工件在熱處理過程減小因自身重量而產(chǎn)生的內(nèi)應力，如圖4-4b所示。2)調整熱處理工藝：淬火前增加一道5005602h的去應力回火，消除工件在機械加工過程產(chǎn)生的內(nèi)應力；在淬火、回火過程中，將淬火工藝調整為83084020mim，控制淬火介質油溫為3060，淬火后硬度為6062HR