热处理( 四 ) _生活百科

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热处理真空方法因为金属工件的加热、冷却等操作，需要十几个甚至几十个动作来完成。这些动作内在真空热处理炉内进行，操作人员无法接近，因此对真空热处理电炉的自动化程度的要求较高。同时，有些动作,如加热保温结束后，金属工件进行淬火工序须六、七个动作并且要在15秒钟以内完成。这样敏捷的条件来完成许多动作，很容易造成操作人员的紧张而构成误操作。因此，只有较高的自动化才能準确、及时按程式协调。金属零件进行真空热处理均在密闭的真空炉内进行，严格的真空密封众所周知。因此，获得和坚持炉子原定的漏气率，保证真空炉的工作真空度，对确保零件真空热处理的质量有着非常主要的意义。所以真空热处理炉的一个关键问题，就是要有可靠的真空密封构造。为了保证真空炉的真空性能，真空热处理炉结构设计中必须道循一个基本原则，就是炉体要採用气密焊接，同时在炉体上儘量少开或者不开孔，少採用或者避免採用动密封结构，以儘量减少真空泄露的机遇。安装在真空炉体上的部件、附属档案等如水冷电极、热电偶导出装置也都必须设计密封构造。大部分加热与隔热材料只能在真空状态下使用。真空热处理炉的加热与隔热衬料是在真空与高温下工作的，因而对这些材料提出了耐高温，辐射成果好，导热係数小等要求。对抗氧化性能要求不高。所以，真空热处理炉广泛採用了钽、钨、钼和石墨等作加热与隔热构料。这些材料在大气状态下极易氧化，因此，普通热处理炉不能採用这些加热与隔热材料。水冷装置：真空热处理炉的炉壳、炉盖、电热元件、水冷电极、中间真空隔热门等部件，均在真空、受热状态下工作。在这种极为不利的条件下工作，必须保证各部件的结构不变形、不损坏，真空密封圈不过热、不烧毁。因此，各部件应该根据不同的情况设定水冷装置，以保证真空热处理炉能够正常运行并有足够的利用寿命。採用低电压大电流：真空容器内，当真空空度为几托一lxlo-1托的範围内时，真空容器内的通电导体在较高的电压下，会产生辉光放电现象。在真空热处理炉内，严重的弧光放电会烧毁电热元件、隔热层等，造成重大事故和损失。因此，真空热处理炉的电热元件的工作电压一般都不超过80一100伏。同时在电热元件结构设计时要採取有效办法，如儘量避免有尖端的部件，电极间的间距不能太小，以防止辉光放电或者弧光放电的产生。子工艺退火热处理硫化热处理硬化热处理消除应力热处理表面淬火表面淬火回火热处理通常用感应加热或火焰加热的方式进行。主要技术参数是表面硬度、局部硬度和有效硬化层深度。硬度检测可採用维氏硬度计，也可採用洛氏或表面洛氏硬度计。试验力(标尺)的选择与有效硬化层深度和工件表面硬度有关。这里涉及到三种硬度计。一、维氏硬度计是测试热处理工件表面硬度的重要手段，它可选用0.5～100kg的试验力，测试薄至0.05mm厚的表面硬化层，它的精度是的，可分辨出热处理工件表面硬度的微小差别。另外，有效硬化层深度也要由维氏硬度计来检测，所以，对于进行表面热处理加工或大量使用表面热处理工件的单位，配备一台维氏硬度计是有必要的。二、表面洛氏硬度计也是十分适于测试表面淬火工件硬度的，表面洛氏硬度计有三种标尺可以选择。可以测试有效硬化深度超过0.1mm的各种表面硬化工件。儘管表面洛氏硬度计的精度没有维氏硬度计高，但是作为热处理工厂质量管理和合格检查的检测手段，已经能够满足要求。况且它还具有操作简单、使用方便、价格较低，测量迅速、可直接读取硬度值等特点，利用表面洛氏硬度计可对成批的表面热处理工件进行快速无损的逐件检测。这一点对于金属加工和机械製造工厂具有重要意义。三、当表面热处理硬化层较厚时，也可採用洛氏硬度计。当热处理硬化层厚度在0.4～0.8mm时，可採用HRA标尺，当硬化层厚度超过0.8mm时，可採用HRC标尺。维氏、洛氏和表面洛氏三种硬度值可以方便地进行相互换算，转换成标準、图纸或用户需要的硬度值。相应的换算表在国际标準ISO、美国标準ASTM和中国标準GB/T中都已给出。局部淬火零件如果局部硬度要求较高，可用感应加热等方式进行局部淬火热处理，这样的零件通常要在图纸上标出局部淬火热处理的位置和局部硬度值。零件的硬度检测要在指定区域内进行。硬度检测仪器可採用洛氏硬度计，测试HRC硬度值，如热处理硬化层较浅，可採用表面洛氏硬度计，测试HRN硬度值。化学热处理化学热处理是使工件表面渗入一种或几种化学元素的原子，从而改变工件表面的化学成分、组织和性能。经淬火和低温回火后，工件表面具有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，而工件的芯部又具有高的强韧性。温度压力根据以上所说的内容，在热处理过程中对温度的检测和记录非常重要，温度控制得不好对产品的影响十分大。所以，温度的检测十分重要，在整个过程的温度变化趋势也显得十分重要，导致在热处理的过程中必须对温度的变化进行记录，可以方便以后进行数据分析，也可以查看到底是哪段时间温度没有达到要求。这样对以后的热处理进行改进起到非常大的作用。操作规程1、清理好操作场地，检查电源、测量仪表和各种开关是否正常，水源是否通畅。2、操作人员应穿戴好劳保防护用品，否则会有危险。3、开启控制电源万能转换开关，根据设备技术要求分级段升、降温，延长设备寿命和设备完好。4、要注意热处理炉的炉温和网带调速，能掌握对不同材料所需的温度标準，确保工件硬度及表面平直度和氧化层，并认真做好安全工作。5、要注意回火炉的炉温和网带调速，开启排风，使工件经回火后达到质量要求。6、在工作中应坚守岗位。7、要配置必要的消防器具，并熟识使用及保养方法。8、停机时，要检查各控制开关均处于关闭状态后，关闭万能转换开关。常见问题过热从轴承零件粗糙口上可观察到淬火后的显微组织过热。但要确切判断其过热的程度必须观察显微组织。若在GCr15钢的淬火组织中出现粗针状马氏体，则为淬火过热组织。形成原因可能是淬火加热温度过高或加热保温时间太长造成的全面过热；也可能是因原始组织带状碳化物严重，在两带之间的低碳区形成局部马氏体针状粗大，造成的局部过热。过热组织中残留奥氏体增多，尺寸稳定性下降。由于淬火组织过热，钢的晶体粗大，会导致零件的韧性下降，抗冲击性能降低，轴承的寿命也降低。过热严重甚至会造成淬火裂纹。欠热淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中产生超过标準规定的托氏体组织，称为欠热组织，它使硬度下降，耐磨性急剧降低，影响托辊配件轴承寿命。淬火裂纹高或冷却太急，热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度；工作表面的原有缺陷（如表面微细裂纹或划痕）或是钢材内部缺陷（如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等）在淬火时形成应力集中；严重的表面脱碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及时回火；前面工序造成的冷沖应力过大、锻造摺叠、深的车削刀痕、油沟尖锐稜角等。总之，造成淬火裂纹的原因可能是上述因素的一种或多种，内应力的存在是形成淬火裂纹的主要原因。淬火裂纹深而细长，断口平直，破断面无氧化色。它在轴承套圈上往往是纵向的平直裂纹或环形开裂；在轴承钢球上的形状有S形、T形或环型。淬火裂纹的组织特徵是裂纹两侧无脱碳现象，明显区别与锻造裂纹和材料裂纹。热处理变形NACHI轴承零件在热处理时，存在有热应力和组织应力，这种内应力能相互叠加或部分抵消，是複杂多变的，因为它能随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和大小的变化而变化，所以热处理变形是难免的。认识和掌握它的变化规律可以使轴承零件的变形（如套圈的椭圆、尺寸涨大等）置于可控的範围，有利于生产的进行。当然在热处理过程中的机械碰撞也会使零件产生变形，但这种变形是可以用改进操作加以减少和避免的。表面脱碳轴承零件在热处理过程中，如果是在氧化性介质中加热，表面会发生氧化作用使零件表面碳的质量分数减，造成表面脱碳。表面脱碳层的深度超过最后加工的留量就会使零件报废。表面脱碳层深度的测定在金相检验中可用金相法和显微硬度法。以表面层显微硬度分布曲线测量法为準，可做仲裁判据。软点加热不足，冷却不良，淬火操作不当等原因造成的托辊轴承零件表面局部硬度不够的现象称为淬火软点。它象表面脱碳一样可以造成表面耐磨性和疲劳强度的严重下降。