熱處理技術(shù)要求一般是熱處理質(zhì)量檢驗的指標(biāo),在鍛件圖紙上標(biāo)注得都比較簡單。除了對硬度和變形量有要求外,,有的鍛件還有局部熱處理要求,。對于表面強化鍛件,,硬化層深度和心部硬度也是技術(shù)要求的內(nèi)容之一,。熱處理技術(shù)要求應(yīng)以滿足鍛件使用性能為目標(biāo),。
硬度是鍛件熱處理最重要的質(zhì)量檢驗指標(biāo),,對于不少鍛件還是唯一的技術(shù)要求,。這不僅是因為硬度試驗快速、簡便又不損壞鍛件,,而且從硬度值可以推測其他力學(xué)性能,。某些熱處理工藝參數(shù)也是根據(jù)鍛件所要求的硬度值決定的。因此,,合理地確定熱處理后的硬度值將賦予鍛件以最佳的使用性能,,對提高質(zhì)量、延長壽命都有重要作用,。
設(shè)計人員在確定硬度時,,通常是根據(jù)鍛件工作時所承受的載荷,計算出鍛件上的應(yīng)力分布,,考慮安全系數(shù),,提出對材料的強度要求。根據(jù)強度與硬度關(guān)系,,確定鍛件熱處理后應(yīng)具有的硬度值,。確定硬度時,要避免照抄手冊上的數(shù)據(jù),,應(yīng)注重鍛件的實際工作條件和失效形式,。例如,,相同的冷作模具,用在精度高的沖床上時,,要求模具硬度
某些重要鍛件除了要求硬度值外,還必須規(guī)定其他力學(xué)性能指標(biāo),。
1)強度與韌性的合理配合,。通常鋼鐵材料的強度和韌性是互為消長的。對于結(jié)構(gòu)鍛件,,常用一次沖擊韌度作為安全的判據(jù),,追求高韌性指標(biāo),而不犧牲強度,,致使機械產(chǎn)品粗大笨重,,壽命不長。相反,,對于工模具,,為了提高耐磨性而追求高硬度和高強度(抗扭強度),而忽視了韌性對減少模具崩刃和折斷的作用,,使用壽命也不長,。因此,應(yīng)對鍛件的工作條件和失效形式進行調(diào)查分析,,根據(jù)強度與韌性合理配合來確定鍛件應(yīng)選用的強度和韌性指標(biāo),。
2)正確處理材料強度、結(jié)構(gòu)強度和系統(tǒng)強度的關(guān)系,。各種材料強度指標(biāo)都是用標(biāo)準(zhǔn)試樣測得的,,它取決于材料的組織狀態(tài)(包括表面狀態(tài)、殘余應(yīng)力和應(yīng)力狀態(tài)),。鍛件結(jié)構(gòu)強度受尺寸因素及缺口效應(yīng)的影響,,而系統(tǒng)強度則與其他鍛件的相互作用有關(guān),。在這三者之間存在很大的差異,如材料的光滑試棒疲勞強度高,,但實物的疲勞強度可能很低,。因此,對某些重要零件,,根據(jù)模擬試驗結(jié)果確定力學(xué)性能指標(biāo)較為恰當(dāng),。
3)組合件的強度匹配要合理。大量試驗及實際使用表明,,當(dāng)組合件(如蝸輪蝸桿,、鏈條鏈輪,、滾珠與套圈及傳動齒輪等)達(dá)到最佳強度匹配時,,使用壽命可延長。例如,,滾珠比套圈的硬度應(yīng)高2HRC,汽車后橋主動齒輪的表面硬度比從動齒輪座商2-5HRC,。同一種鋼材經(jīng)同種方法處理成相同硬度的摩擦副,耐磨性比較差,。
4)表面強化的鍛件,,心、表
5)環(huán)境介質(zhì)的影響,。在腐蝕、高溫等特殊環(huán)境介質(zhì)中作的鍛件,,要采用相應(yīng)的力學(xué)性能指標(biāo),,如應(yīng)力腐蝕門檻值,、蠕變極限、持久強度等,。
硬化層深度的確定要考慮鍛件的使用性能,、失效形式和節(jié)能等原則。
以磨損失效為主的零件,,根據(jù)鍛件的設(shè)計壽命和磨損速度確定硬化層深度,,一般不宜過厚,特別是工模具的表面硬化層過深會引起崩刃或斷裂,。
以疲勞破壞為主要失效的零件,,根據(jù)表面強化方法、心表強度,、載荷形式及零件的形狀尺寸等因素確定硬化層深度,,使其達(dá)到最佳硬化率。如滲碳和碳氮共滲齒輪,,最佳硬化率為0.1-0.15,。
為了熱處理節(jié)能,硬化層不宜過深,,有些專家對硬化層進行研究后認(rèn)為,,一般對滲碳淬火和高頻感應(yīng)淬火的硬化層規(guī)定偏深,如能適當(dāng)減小硬化層深度可顯著節(jié)約能耗,。
各種材料經(jīng)不同熱處理后的顯微組織,,可按國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行評定,如中碳鋼和中碳合金鋼馬氏體評級,,滲碳或碳氮共滲的碳化物,、殘留奧氏體、心部鐵素體的評級等,。在技術(shù)要求中要標(biāo)明合格品應(yīng)有的顯微組織級別,,對于這些標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格執(zhí)行,并根據(jù)零件的工作條件和失效形式通過試驗對標(biāo)準(zhǔn)進行更新,,使產(chǎn)品質(zhì)量不斷提髙,。尤其是當(dāng)前關(guān)于組織與性能關(guān)系的研究成果很多,如淬火組織中鐵素體形態(tài)及相對量對力學(xué)性能的影響,,殘留奧氏體利與弊的討論,,碳化物形態(tài)、數(shù)量及大小與強韌性關(guān)系的研究等,,為進一步修正和完善各種顯微組織評級標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù),。但是也要防止不根據(jù)產(chǎn)品的實際情況,把一些不成熟的或片面的試驗結(jié)果用作評級的依據(jù),,這對提
熱處理畸變量是熱處理質(zhì)最的重要指標(biāo)之一,,是熱處理質(zhì)量控制的主要內(nèi)容。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)鍛件特點和工藝過程,,合理提出允許畸變量,。盡管影響熱處理畸變的因素很多,但是畸變還是有規(guī)律的,。熱處理工作者應(yīng)根據(jù)熱處理畸變的理論和實踐,,采取具體措施,使熱處理畸變值不超過設(shè)計規(guī)定的技術(shù)要求,。
當(dāng)熱處理是工件加工過程的最后工序時,,熱處理畸變的允許值就是圖樣上規(guī)定的工件尺寸,而畸變量要根據(jù)上道工序加工尺寸確定,。為此應(yīng)與機加工部門協(xié)商,,按照工件的畸變規(guī)律,在熱處理前進行尺寸的預(yù)修正,,使熱處理畸變正好處于合格范圍內(nèi),。
當(dāng)熱處理是中間工序時,,熱處理前的加工余量應(yīng)視為
工件的結(jié)構(gòu),、尺寸、形狀對熱處理畸變與開裂有很大影響,。
1)零件截面力求均勻,,以減少過渡區(qū)的應(yīng)力集中及畸變開裂傾向。
2)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,。必要時
3)工件應(yīng)盡量避免尖銳棱角,、溝槽等,臺階處要有圓角過渡,。
4)盡量減少工件上的孔,、槽和肋(尤其是深孔、深槽,、粗肋),。