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機械加工為什么要進行熱處理?

2020-09-08 23:31:31

這是一個很好的問題,這對于很多剛入行的新人都是一個比較困惑的問題,也是很多具有相當入行經驗的人沒有深度思考過的問題,今天在這里統一科普一下。


機械加工的熱處理要求其實是設計環節的一個技術要求,如果你是一個機械結構設計工程師,你是需要具備這方面的認知能力的,如果你沒有這樣的意識,那你還不是一個合格的設計工程師,至少不是一一個很全面的設計工程師。


零件的熱處理設計要求的認知基本上是建立在對材料使用和加工的變化的認知上,所以這是一個很體系化的知識結構,它并不是孤立的存在的。


首先我們需要了解所謂的零件機械加工過程中的熱處理到底包括了多少種方式?鑒于各種方式在機械加工過程中出現的頻率和重要性,我們選擇以下幾種來進行分析,即重點式的分析。


在機械加工過程中,我們使用最多的是四種熱處理方式:退火、正火、淬火和回火,下面做一下的分析。


01退火處理


退火處理的定義:將金屬零件加熱到一定的高溫,保持一段時間,然后讓其自然冷卻的一種金屬熱處理工藝。


其主要作用:


A、降低零件的硬度、改善切削加工性能;


B、消除零件殘余應力,穩定尺寸、減少變形與裂紋概率;


C、細化晶粒,調整組織,消除材料組織缺陷;


D、均勻材料組織和成分,改善材料性能或為后續熱處理工藝做組織準備。


02正火處理


正火處理的定義:將金屬零件加熱到一定的高溫,保持一段時間,然后讓其在空氣中利用噴水、噴霧吹風等方式進行冷卻,其與退火處理不同的是,其冷卻速度要快一些,所以得到的材料組織要更細,機械性能也有所提高。


其主要作用:


A、去除材料的內應力;


B、降低材料的硬度、提高塑性;


03淬火處理


淬火處理的定義:將金屬零件加熱到臨界溫度Ac3或者Ac1以上溫度,保持一段時間 ,使之全部或者部分奧氏體化,然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下進行馬氏體轉變的熱處理工藝。


其主要作用:


A、大幅度提高零件的剛性、硬度、耐磨性和疲勞強度等;


B、滿足某些特殊鋼材的鐵磁性、耐蝕性等物理、化學性能。


04回火處理


回火處理的定義:是指將經過淬火硬化或正?;幚砗蟮匿摬脑俳糜谝坏陀谂R界溫度一段時間


后,以一定的速度冷卻下來,以增加材料的韌性的一種熱處理方式。


其主要作用:


A、消除工件淬火時產生的殘留應力,防止變形和開裂;


B、調整工件的硬度、強度、塑性和韌性、達到更好的性能要求;


C、穩定組織與尺寸、保證精度;


D、改善和提高加工性能。


作為一個機械設計工程師,我們設計的零件需要用到熱處理的時候,無非是以下幾種要求:


A、消除材料的鑄造應力,其目的是為了得到更加穩定的加工尺寸和精度;


B、提高零件的切削性能,其目的是在零件加工的過程中加工效率更高,加工質量更好,加工成本更低;


C、提高零件的剛性、硬度和耐磨性能,這個就不需要解釋了吧。



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