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解析五金彈簧熱處理變形預(yù)防措施
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解析五金彈簧熱處理變形預(yù)防措施
熱處理變形有兩種類型:一是尺寸的變化,二是零件幾何形狀的變化。熱處理技術(shù)不同,零件尺寸和幾何形狀的變形及防變形方法亦不相同。
熱處理加熱奧氏體化過(guò)程中,保溫時(shí)間越長(zhǎng),溫度越高,則溶入奧氏體的碳越多,馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的膨脹越大。冷卻時(shí),馬氏體膨脹最大,上貝氏體次之,下貝氏體和屈氏體的體積變化很小。低溫回火時(shí),馬氏體發(fā)生收縮,收縮量與過(guò)飽和的碳含量成正比。在室溫-200℃加熱時(shí),部分殘余奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)變成馬氏體,出現(xiàn)膨脹。但該膨脹因200℃附近馬氏體發(fā)生分解,因此表現(xiàn)上變化不大。
在常規(guī)熱處理中,零件形狀變化的主要原因是熱處理加熱和淬火時(shí)發(fā)生的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力。加熱速度過(guò)快、相對(duì)于加熱爐而言零件太大、零件各部分的溫度不同,都會(huì)導(dǎo)致熱變形。保溫時(shí),加工的殘余應(yīng)力會(huì)發(fā)生釋放而產(chǎn)生變形,零件的自重也會(huì)導(dǎo)致變形。冷卻時(shí),由于零件不同部位的冷卻速度不同,會(huì)形成熱應(yīng)力而使零件變形。即使冷卻速度相同,冷卻總是表面快,心部慢。因此,先相變的表面使未相變的心部發(fā)生塑性變形。如果材料中存在合金成分的偏析,或者表面脫碳,則相變應(yīng)力更不均勻,更易導(dǎo)致零件變形。另外,如果零件厚薄不均,也會(huì)造成冷卻速度不同。
在鍛件的熱處理中,減少變形的零件擺放方式,一是盡可能垂直吊掛,二是垂直放在爐底部,三是用兩點(diǎn)水平支撐,支點(diǎn)位置處于全長(zhǎng)的三分之一與四分之一之間,四是平放于耐熱鋼工裝上。
在零件的冷卻過(guò)程中,淬火介質(zhì)的種類、冷卻性能、淬硬性等與變形有關(guān)。冷卻性能的變化可通過(guò)改變介質(zhì)的黏度、溫度、液面壓力、使用添加劑、攪拌等進(jìn)行調(diào)節(jié)。淬火油的黏度越高,溫度越高,橢圓形變形越小。在靜止?fàn)顟B(tài)下,變形較小。
以下幾種方式可有效降低變形:1.鹽浴淬火;2.高溫油淬火;3.QSQ法;4.減壓淬火;5.一槽三段淬火。鹽浴淬火和高溫油淬火相似,都是在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度處淬火,使馬氏體相變的均勻性增加。QSQ是雙液淬火。減壓淬火是通過(guò)降低淬火介質(zhì)的液面壓,從而延長(zhǎng)蒸汽膜階段,高溫區(qū)的冷卻速度下降,使零件各部分的冷卻速度均勻。一槽三段淬火結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,首先將零件從淬火溫度油冷至略高于Ms點(diǎn)的溫度,隨后出爐,在氣氛中保持,使零件整體溫度均勻,然后再油冷,使馬氏體相變均勻進(jìn)行,變形的不規(guī)則性得到極大的改善。
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