1、金属材料的热处理是将固态金属或合金，采用适当的方式进行加热、保温和冷却，有时并兼之以化学作用和机械作用，使金属合金内部的组织和结构发生改变，从而获得改善材料性能的工艺。热处理工艺是使各种金属材料获得优良性能的重要手段。很多实际应用中合理选用材料和各种成形工艺并不能满足金属工件所需要的力学性能、物理性能和化学性能，这时热处理工艺是必不可少的。 但是热处理工艺除了具有积极的作用之外，在处理过程中也不可避免地会产生或多或少的变形，而这又是机械加工中必须避免的，两者之间是共存而又需要避免的关系，只能采 用相应的方法尽量把变形量控制在尽量小的范围内。 一、 温度是变形的关键因素 工业上实际应用的热处理工
2、艺形式非常多，但是它们的基本过程都是热作用过程，都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。在热处理工艺中，要用到各种加热炉，金属热处理便在这些加热炉中进行（如基本热处理中的退火、淬火、回火、化学热处理的渗碳、渗氨、渗铝、渗铬或去氢、去氧等等）。因此，加热炉内的温度测量就成为热处理的重要工艺参数测量。每 一种热处理工艺规范中，温度是很重要的内容。如果温度测量不准确，热处理工艺规范就得不到正确的执行，以至造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是热处理工艺的关键，也是影响变形的关键因素。 （ 1）工艺温度降低后
3、工件的高温强度损失相对减少，塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗淬火变形、抗高温蠕变的综合能力增强，变形就会减少； （ 2）工艺温度降低后工件加热、冷却的温度区间减少，由此而引起的各部位温度不一致性也会降低，由此而导致的热应力和组织应力也相对减少，这样变形就会减少； （ 3）如果工艺温降低、且热处理工艺时间缩短，则工件的高温蠕变时间减少，变形也会减少。 减小热处理变形需要合理的热处理工艺。例如经热处理后的 20CRNI2MOA钢齿圈齿表面、齿心部硬度及有效硬化层深度均达到要求。图 1 为模数 MN 12MM的齿圈经不同温度球化退火后的硬度梯度曲线。由图 1 可以看出，在 650 球化退火后的
4、硬度梯度和 740 球化 680 等温处理的硬度梯度结果相近，未经球化退火的齿轮的硬度较前两个低。这是因为球化退火可使淬火后渗层表面残留奥氏体量减少，从而提高了齿表面硬度，因此 20CRNI2MOA钢齿圈渗碳后应采用球化退火工艺，同时为减小热处理变形，在 650 球化退火效果更好。 二、 变形的其它影响因素及减小措施 （一）预备热处理 正火硬度过高、混晶、大量索氏体或魏氏组织都会使内孔变形增大，所以要用控温正火或等温退火来处理锻件。金属的正火、退火以及在进行淬火之前的调质，都会对金属最终的变形量产生一定的影响，直接影响到的是金属组织结构上的变化。实践证明，在正火时采用等温淬火可有效地使金属组织
5、结构趋于均匀，从而使其变形量减小。 （二）运用合理的 冷却方法 金属淬火后冷却过程对变形的影响也是很重要的一个变形原因。热油淬火比冷油淬火变形小，一般控制在 10020 。油的冷却能力对变形也是至关重要的。淬火的搅拌方式和速度均影响变形。金属热处理冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大， 模具 的变形也越大。可以在保证模具硬度要求的前提下，尽量采用预冷；采用分级冷却淬火能显著减少金属淬火时产生的热应力和组织应力，是减少一些形状较复杂工件变形的 有效方法；对一些特别复杂或精度要求较高的工件，利用等温淬火能显著减少变形。 （三）零件结构要合理 金属热处理后在冷却过程中，总是薄的部分冷得快，厚的
6、部分冷得慢。在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少工件厚薄悬殊，零件截面力求均匀，以减少过渡区因应力集中产生畸变和开裂倾向；工件应尽量保持结构与材料成分和组织的对称性，以减少由于冷却不均引起的畸变；工件应尽量避免尖锐棱角、沟槽等，在工件的厚薄交界处、台阶处要有圆角过渡；尽量减少工件上的孔、槽筋结构不对称；厚度不均匀零件采用预留加工量的方法。 （四）采用合理的装夹方式及夹具 目的使工件加热冷却均匀，以减少热应力不均，组织应力不均，来减小变形，可改变装夹方式，盘类零件与油面垂直，轴类零件立装，使用补偿垫圈，支承垫圈，叠加垫圈等，花键孔零件可用渗碳心轴等。 （五）机械加工 当热处理是工件加工过程的最
7、后工序时，热处理畸变的允许值应满足图样上规定的工件尺寸，而畸变量要根据上道工序加工尺寸确定。为此，应按照工件的畸变规律，热处理前进行尺寸的预修正，使热处理畸变正好处于合格范围内。当热处理是中间工序时，热处理 前的加工余量应视为机加工余量和热处理畸变量之和。通常机械加工余量易于确定，而热处理由于影响因素多比较复杂，因此为机械加工留出足够的加工余量，其余均可作为热处理允许畸变量。热处理后再加工，根据工件的变形规律，施用反变形、收缩端预胀孔，提高淬火后变形合格率。 （六）采用合适的介质 在保证同样硬度要求的前提下，尽量采用油性介质，实验和实践证明，再其他条件无差异的前提下，油性介质的冷却速度较慢，而
8、水性介质的冷却速度则相对快一些。而且，和油性介质相比，水温变化对水性介质冷却特性的影响较大，在同 样的热处理条件下，油性介质相对水性介质淬火后的变形量要相对小。 #p#分页标题 #e#车削加工螺纹底孔直径及孔深 http:/ 窗帘洗涤方法整体橱柜购买须慎重 http:/ 工薪阶层如何选择装修 装修安全注意事项 http:/ 五金安装要谨慎建材选择省钱攻略 http:/ Yigo 管理软件 CAD由进给箱经变速后(主要是为了获得各种螺距 )再传给丝杠 ;由丝杠和溜板箱上的开合螺母配合带动刀架作直线移动，这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴的带 动来实现的，从而保证了工件和刀具之间严格的运动关系
9、。在实际车削螺纹时，由于各种原因，造成由主轴到刀具之间的运动，在某一环节出现问题，引起车削螺纹时产生故障，影响正常生产，这时应及时加以解决。车削螺纹时常见故障及解决方法如下： 一、啃刀 故障分析及解决方法：原因是车刀安装得过高或过低，工件装夹不牢或车刀磨损过大。 1.车刀安装得过高或过低 过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象 ;过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺 母间隙过大，致使吃刀深度不断自动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高 (可利用尾座顶尖对刀 )。在粗
10、车和半精车时，刀尖位置比工件的中心高出 1%D 左右 (D 表示被加工工件直径 )。 2.工件装夹不牢 工件本身的刚性不能承受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度 (工件被抬高了 )，形成切削深度突增，出现啃刀，此时应把工件装夹牢固，可使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。 3.车刀磨损过大 引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀。此时应对车刀加 以修磨。 二、乱扣 故障分析及解决方法：原因是当丝杠转一转时，工件未转过整数转而造成的。 1.当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时 如果在退刀时，采用打开开合螺母，将床鞍摇至起始位置，那么，再次闭合开合螺母时，就会发生车刀刀尖不在
11、前一刀所车出的螺旋槽内，以致出现乱扣。 解决方法是采用正反车法来退刀，即在第一次行程结束时，不提起开合螺母，把刀沿径向退出后，将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再进行第二次行程， 数控机床的振动爬行处理简单故障报警处理的方法 http:/ 管道装修不可忽略楼梯油漆工艺细节 http:/ 门牌也要求讲风水空间的合理利用 http:/ 属于女性的衣帽间 厨房装饰用材注意事项 http:/ 在 AutoCAD R14 中输出位图复制图形或特性 http:/ 模板之设计轭式模板 之设计注意事项 http:/ 模具对准单元导注及导套单元 http:/ 这样往复过程中，因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过，
12、车刀始终在原来的螺旋槽中，就不会出现乱扣。 2.对于车削车床丝杠螺距与工件妇距比值成整倍数的螺纹 工件和丝杠都在旋转，提起开合螺母后，至少要等丝杠转过一转，才能重新合上开合螺母，这样当丝杠转过一转时，工件转了整数倍，车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内，就不会出现乱扣，这样就可以采 用打开开合螺母，手动退刀。这样退刀快，有利于提高生产率和保持丝杠精度，同时丝杠也较安全。 三、螺距不正确 故障分析及解决方法： 1.螺纹全长上不正确 原因是挂轮搭配不当或进给箱手柄位置不对，可重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。 2.局部不正确 原因是由于车床丝杠本身的螺距局部误差 (一般由磨损引起 )，可更换丝杠或局部
13、修复。 3.螺纹全长上螺距不均匀 原因是： o 丝杠的轴向窜动。 o 主轴的轴向窜动。 o 溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良。 o 溜板箱 燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定。 o 挂轮间隙过大等。 通过检测： o 如果是丝杠轴向窜动造成的，可对车床丝杠与进给箱连接处的调整圆螺母进行调整，以消除连接处推力球轴承轴向间隙。 o 如果是主轴轴向窜动引起的，可调整主轴后调整螺母，以消除后推力球轴承的轴向间隙。 o 如果是溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良引起的，可修整开合螺母并调整开合螺母间隙。 o 如果是燕尾导轨磨损，可配制燕尾导轨及镶条，以达到正确的配合要求。 o 如果是挂
14、轮间隙过大，可采用重新调整挂轮间隙。 4. 出现竹节纹 原因是从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性误差引起的，如挂轮箱内的齿轮，进给箱内齿轮由于本身，制造误差、或局部磨损、或齿轮在轴上安装偏心等造成旋转中心低，从而引起丝杠旋转周期性不均匀，带动刀具移动的周期性不均匀，导致竹节纹的出现，可以修换有误差或磨损的齿轮。 四、中径不正确 故障分析及解决方法：原因是吃刀太大，刻度盘不准，而又未及时测量所造成。解决方法是精车时要详细检查刻度盘是否松动，精车余量要适当，车刀刃口要锋利，要及时测量。 五、螺纹表面粗糙 故障分析及解决方法：原因 是车刀刃口磨得不光洁，切削液不适当，切削速度和工件材料不适合以及切削过程产生振动等造成功。 解决方法是：正确修整砂轮或用油石精研刀具 ;选择适当切削速度和切削液 ;调整车床床鞍压板及中、小滑板燕尾导轨的镶条等，保证各导轨间隙的准确性，防止切削时产生振动。 总之，车削螺纹时产生的故障形式多种多样，既有设备的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除故障时要具体情况具体分析，通过各种检测和诊断手段，找出具体的影响因素，采取有效的措施。 热处理能改善工件的机械性能，提高工件的强度和硬度，但引起的变形 影响是不可避免的。我们要重视我国现阶段的热处理技术和装备的改进，不断学习国外先进的技术，提高热处理工件质量及合格率，为我国的热处理行业作出贡献。
