[迎元旦活动二] 热加工行业词条展示

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一些Mo、W、V含量较高的高合金钢回火时, 硬度不是随回火温度升高而单调降低, 而是到某一温度(约400 )℃后反而开始增大，并在另一更高温度(一般为550 ℃左右)达到峰值。这是回火过程的二次硬化现象, 它与回火析出物的性质有关。当回火温度低于450 ℃时, 钢中析出渗碳体; 在450 ℃以上渗碳体溶解, 钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、W2C、VC等, 使硬度重新升高, 称为沉淀硬化。回火时冷却过程中残余奥氏体转变为马氏体的二次淬火也可导致二次硬化。

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感应线圈中通以交流电时，即在其内部和周围产生一与电流相同频率的交变磁场。若把工件置于磁场中，则在工件内部产生感应电流，并由于电阻的作用而被加热。由于交流电的集肤效应，靠近工件表面的电流密度大，而中心几乎为零。工件表面温度快速升高到相变点以上，而心部温度仍在相变点以下。感应加热就是利用感应电流的集肤效应和热效应将工件表面迅速加热到淬火温度的。
根据所用电流频率的不同，感应加热表面淬火可分为三类：
1) 高频感应加热表面淬火：电流频率为100～500kHz，最常用频率为200～300kHz，可获淬硬层浓度为0.5～2.0mm，主要适用于中、小模数齿轮及中、小尺寸轴类零件的表面淬火。
2) 中频感应加热表面淬火：电流频率为500～10000Hz，最常用频率为2500～8000Hz。可获淬硬层深度为3～5mm。主要用于要求淬硬层较深的较大尺寸的轴类零件及大中模数齿轮的表面淬火。
3) 工频感应加热表面淬火：电流频率为50Hz，不需要变频设备。可获得淬硬层深度为10～15mm。适用于轧辊、火车车轮等大直径零件的表面淬火。
感应加热速度极快，一般不进行加热保温，为保证奥氏体化质量，感应加热表面淬火可采用较高的淬火加热温度，一般可比普通淬火温度高100～200℃。
感应加热表面淬火通常采用喷射介质冷却。工件经表面淬火后，一般应在180～200℃进行回火，以降低残余应力和脆性。

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火焰加热表面淬火是用乙炔－氧或煤气－氧等火焰加热工件表面，进行淬火。火焰温度很高（3000℃以上），能将工件表面迅速加热到淬火温度。然后，立即用水喷射冷却。调节烧嘴的位置和移动速度，可以获得不同厚度的淬硬层。显然，烧嘴愈靠近工件表面和移动速度愈慢，表面过热度愈大，获得的淬硬层也愈厚。调节烧嘴和喷水管之间的距离也可以改变淬硬层的厚度。火焰加热表面淬火的工艺规范由试验来确定。
火焰加热表面淬火和高频感应加热表面淬火相比，具有设备简单，成本低等优点。但生产率低，零件表面存在不同程度的过热，质量控制也比较困难。因此主要适用于单件、小批量生产及大型零件（如大型齿轮、轴、轧辊等）的表面淬火。

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调质 - 为调整中碳结构钢的性能，使其具有最佳强度与韧性配合而进行的金属热处理工艺。调质的全过程是先将工件淬火,然后高温回火（见回火）。淬火马氏体(见钢铁显微组织)经高温回火后,转变为颗粒状碳化物（碳与铁或其他合金元素形成的金属化合物）分布在铁素体基体上的稳定组织。这种组织兼有较高的强度和韧性。用中碳结构钢制造的重要零件，如齿轮、轴等，一般都要经过调质。为了进一步提高调质零件的耐磨性和疲劳抗力，调质后还可进行渗氮或表面热处理。钢铁调质后硬度不太高，仍可进行切削加工。调质也可以应用于球墨铸铁制作的零件。

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激光加热表面淬火是利用高功率密度的激光束扫描工件表面，将其迅速加热到钢的相变点以上，然后依靠零件本身的传热，来实现快速冷却淬火。
激光淬火的硬化层较浅，通常为0.3～0.5。采用4～5的大功率激光器，能使硬化层深度达3mm。由于激光的加热速度特快，工件表层的相变是在很大过热度下进行的，因而形核率高。同时由于加热时间短，碳原子的扩散及晶粒的长大受到限制，因而得到不均匀的奥氏体细晶粒，冷却后转变成隐晶或细针状马氏体。激光淬火比常规淬火的表面硬度高15～20％以上，可显著提高钢的耐磨性。另外，表面淬硬层造成较大的压应力，有助于其疲劳强度的提高。 mmkW
由于激光聚焦深度大，在离焦点75范围内的能量密度基本相同，所以激光处理对工件的尺寸及表面平整度没有严格要求，能对形状复杂的零件（例如有拐角、沟槽、盲孔的零件）进行处理。激光淬火变形非常小，甚至难以检查出来，处理后的零件可直接送装配线。另外，激光加热速度极快，表面无需保护，靠自激冷却而不用淬火介质，工件表面清洁，有利于环境保护。同时工艺操作简单，也便于实现自动化。由于具有上述一系列优点，激光表面淬火二十多年来发展十分迅速，已在机械制造生产中取得了成功的应用。

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离子氮化所用介质一般为氨气, 压强保持在1.3×102 Pa～1.3×103 Pa, 温度为500 ℃～560 , ℃渗层为Fe2N、Fe4N等氮化物,具有很高的耐磨性、耐蚀性和耐疲劳性。
离子氮化的优点：渗速是气体渗氮的3～4倍。渗层具有一定的韧性。处理后变形小, 表面银白色, 质量好。能量消耗低, 渗剂消耗少, 对环境几乎无污染。
离子渗氮可用于轻载、高速条件下工作的需要耐磨耐蚀的零件及精度要求较高的细长杆类零件， 如镗床主轴，精密机床丝杠、阀杆、阀门等。

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先进行离子氮碳共渗，介质为氨气+丙酮蒸汽，共渗温度为530 ℃～580 ℃，后再进行离子渗硫。W18Cr4V钢经复合处理后，次表层为Fe2-3(N,C)化合物层, 表层主要由FeS、Fe3S4组成。由于硫化物具有自润滑性能, 因此降低了摩擦系数, 同时表面硫化物的存在还提高了工件的抗咬合性能。
次表层高硬度的氮碳化合物具有很高的耐磨性，因此这种复合渗层抗摩耐磨性好，适于模具、刃具的表面处理，以提高它们的使用寿命

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轴承钢锻造加热温度
GCr15,GCr15SiMn始锻温度1050～1100，终锻温度800～850
其实锻造温度的选定最终的目的就是控制终锻温度在800～870℃,
正常的锻造温度一般控制在1050～1100℃.
选定的时候,主要是依据锻造工序的长短而定的,比如说在锻造工序较长的时候,
锻造温度可以控制在1150℃,避免在最后辗扩的时候由于温度降低造成辗不动的现象,
因为整个锻造过程都有金属形变,所以晶粒也不会过分长大;
又比如说,当需要在辗扩工序返工的时候,由于后面只有辗扩一道工序了,为了防止终锻温度
过高,往往只需要将工件加热到900℃就OK(国内的锻造是很不注意这一点的).
温度控制就如楼上所说,用热电偶、红外检测+目测都可以实现的.
我们锻打的温度控制在1100～1180（高速镦锻机），

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在炉气成分可控制的炉内进行的热处理称为可控气氛热处理。
把燃料气（天然气、城市煤气、丙烷）按一定比例空气混合后，通入发生器进行加热，或者靠自身的燃烧反应而制成的气体。也可用液体有机化合物（如甲醇、乙醇、丙酮等）滴入热处理炉内所得到气氛，用于渗碳、碳氮共渗、软氮化、保护气氛淬火和退火等。

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在真空中进行的热处理称为真空热处理。它包括真空淬火、真空退火、真空回火和真空化学热处理等。真空热处理具有如下优点：
(1) 可以减少变形 在真空中加热，升温速度很慢，工件变形小。
(2) 可以净化表面 在高真空中, 表面的氧化物、油污发生分解, 工件可得光亮的表面, 提高耐磨性、疲劳强度。防止工件表面氧化。
(3) 脱气作用 有利于改善钢的韧性， 提高工件的使用寿命。

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碳氮共渗就是同时向零件表面渗入碳和氮的化学热处理工艺，也称氰化。一般采用高温或低温两种气体碳氮共渗。低温碳氮共渗以氮为主，实质为软氮化。
1. 高温碳氮共渗工艺
将工件放入密封炉内，加热到共渗温度830 ℃～850 ℃，向炉内滴入煤油，同时通以氨气，经保温1 h～2 h后，共渗层可达0.2 mm～0.5 mm。高温碳氮共渗主要是渗碳，但氮的渗入使碳浓度很快提高，从而使共渗温度降低和时间缩短。碳氮共渗后淬火, 再低温回火。
2. 碳氮共渗后的机械性能

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激光淬火
激光淬火技术及应用激光淬火技术，是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的过程。激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质，是清洁、快速的淬火工艺。与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比，激光淬火淬硬层均匀，硬度高（一般比感应淬火高1-3HRC），工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化，不需要象感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈，对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制，因此在很多工业领域中正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。尤其重要的是激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，因此特别适合高精度要求的零件表面处理。激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般在0.3~2.0mm范围之间。对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火，表面粗糙度基本不变，不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。激光熔凝淬火技术是利用激光束将基材表面加热到熔化温度以上,由于基材内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的工艺过程。获得的熔凝淬火组织非常致密，沿深度方向的组织依次为熔化-凝固层、相变硬化层、热影响区和基材。激光熔凝层比激光淬火层的硬化深度更深、硬度要高，耐磨性也更好。该技术的不足之处在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破坏，一般需要后续机械加工才能恢复。为了降低激光熔凝处理后零件表面的粗糙度，减少后续加工量，华中科技大学配制了专门的激光熔凝淬火涂料，可以大幅度降低熔凝层的表面粗糙度。现在进行激光熔凝处理的冶金行业各种材料的轧辊、导卫等工件，其表面粗糙度已经接近激光淬火的水平。激光淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化，特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面，效果显著，取得了很大的经济效益与社会效益。近年来在模具、齿轮等零部件表面强化方面也得到越来越广泛的应用。
激光淬火的特点
　　质量优势 技术特质 适用材料 实际应用
　　1．淬火零件不变形 激光淬火的热循环过程快 中碳钢 大型轴类
　　2．几乎不破坏表面粗糙度 采用防氧化保护薄涂层 模具钢 各种模具
　　3．激光淬火不开裂 精确定量的数控淬火 冷作模具钢 模具、刃具
　　4．对局部、沟、槽淬火 定位精确的数控淬火 中碳合金钢 减振器
　　5．激光 淬火清洁、高效 不需要水或油等冷却介质 铸铁材料 发动机汽缸
　　6．淬火硬度比常规方法高 淬火层组织细密、强韧性好 高碳合金钢 大型轧辊

jigong

在用高比例废钢炉料（60%-80%废钢,20%-30%回炉料）经感应炉熔得的低碳
铁液中，加入石墨电极和碳化硅增碳增硅后获得的灰铸铁。其石墨以= 型为主，长度较
短且均匀，铸件断面敏感性小，组织和硬度均匀性好。

[ 本帖最后由 jigong 于 2009-1-4 17:51 编辑 ]

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一、操作:
将钢加热到再结晶温度以上150-250℃,(碳钢再结晶退火温度即
为650-700℃)保温一定时间,然后缓慢冷却下来

二、特点:
通过加热,增加了钢中的原子扩散能力,使冷加工后钢中的破碎和歪扭
的晶粒发生再结晶,从而使金属的强度、硬度下降,而塑性升高

三、应用:
是使经过冷加工,如冷冲、冷拔、冷轧等发生加工硬化的钢材,降低硬
度,提高塑性,以利加工继续进行,因此,再结晶退火是冷压力加工后钢的
中间退火.

例如冷冲薄板制造汔车车体的主要工艺过程:热轧→正火→冷轧→中
间退火(650-750℃)→冲成汽车车体.中间退火即为消除加工硬化

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一、操作:
将加热后的工件先放在水中淬火冷却至接近Ms点(300-200℃)时,从
水中取出立即转到油中(或甚至放在空气中)冷却

二、特点:
利用冷却速度不同的两种介质,先快冷躲过奥氏体最不稳定的温度区
间(650-550℃),至接发生马氏体转变(钢在发生体积变化)时再缓冷,以
减小内应力和变形开裂倾向

三、应用:
1.主要适用于碳钢制成的中型零件和由合金钢制成的大型零件.

2.双液淬火法关键在于恰当掌握好在水中停留的时间,时间过短,中心
部分淬不硬,时间过长,又失去了双液淬火的意义,掌握得好,可以有效
地防止裂纹的产生.

3.未能很好减小表里温差是此法又一不足

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一、操作:
将工件加热到淬火温度,保温后,取出置于温度略高(也可稍低)于Ms
点的淬火冷却剂(盐浴或碱浴)中停留一定时间,待表里温度基本一致时,
再取出置于空气中冷却

二、特点:
1.减小了表里温差,降低了热应力.

2.马氏体转变主要是在空气中进行,降低了组织应力,所以工件的变形
与开裂倾向小.

3.便于热校直.

4.比双液淬火容易操作

三、应用:
由于盐浴或碱浴中淬火冷却速度不够大,对于淬火透性较低的钢,容
易在分级过程中析出珠光体,故此法多用于形状复杂、小尺寸的碳钢
和合金钢工件,如各种刀具.对于淬透性较低的碳钢和合金钢工件,如各
种刀具.对于淬透性较低的碳素钢工件.其直径或厚度应小于10mm.为了
克服这一缺点,生产中有采用Ms点以下的分级淬火,它的特点是第一段的
冷速加大,适用于低淬透性钢而尺寸较大的工作,并能保证较小的内应力

圣多美

爆炸成形装置简单，操作容易，可能加工工件的尺寸一般不受设备能力限制，在试制或小批量生产大型工件时经济效益尤其显著。
    爆炸拉深与爆炸胀形在地面上成形时，可以采用一次性和简易水筒或可反复使用的金属水筒。为保证工件的质量，除用无底模成形外，都必须考虑排气问题。

圣多美

爆炸压制(Explosive Compaction)又称冲击波压制，是利用化学能的一种高能成形方法。它通常将金属粉末材料置于具有一定结构的模具中施加爆炸压力，爆炸物质的化学能在极短的时间内转化为周围介质中的高压冲击波，并以脉冲波的形式作用粉末，使其获得高密度。作用时间仅为1O一100us，粉末成形为1ms左右。爆炸压制方法是一种独特的加工方法，可使松散材料达到理论密度。能将不适合传统压力加工的材料制造成零件，可使传统的不可压缩的金属陶瓷材料、低延性金属等压制成复合材料，典型的应用是将高温合金粉末用于成形飞机发动机的耐高温零件。