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摘要:随着社会科技及工业的不断发展与进步,各种金属在不断被广泛应用于我们实际生活及生产的同时,人们在金属的使用的质量方面也提出了更高的要求。然而金属材料在进行热处理的过程中产生的变形现象却严重影响的金属使用功效的有效发挥。如何提升在金属热处理变形方面的改善技术水平,也已成为摆在相关技术人员面前的一道重要课题。本文首先就金属热处理变形的原因进行了简要分析,然后提出了金属热处理变形改善的技术措施,希望能为实际工作起到一定的指导作用。
关键词:金属热处理;变形原因;改善技术措施
引言
金属的热处理即是指为了满足金属加工工艺需要,在金属材料加工过程中,对材料进行加热、保温以及冷却的处理,以改变金属材料的内部结构,增强金属实用性的过程。然而在具体的金属热处理过程中,往往会由于材料自身的性质及各种外界因素的影响,致使金属材料变形的产生,进而影响到金属材料的使用寿命与使用效率,达不到使用者的质量要求。为此,对应对金属热处理过程中金属变形的技术进行研究则显得尤为必要与迫切。
1.金属热处理变形原因分析
内应力塑性变形,内应力的产生一般情况下是由金属热处理过程中的加热不均或相变不同时所造成或引起的,同时在一定塑性条件的配合下,还会导致内应力塑性变形的产生。内应力塑性变形由于影响因素的不同,又可分为热应力塑性变形以及组织应力塑性变形。其中,前者是由于金属工件在热处理过程中由受热不均,在内外部温度上未能保证一致,使其热胀冷缩的程度存在一定差异而产生的。而后者则是由于金属工件内部组织转变发生时间不同而产生的。
2.金属热处理变形改善的技术措施
科学、合理的金属热处理变形改善技术是有效降低热处理过程中金属变形发生率的重要手段,现对金属热处理变形改善的技术措施进行具体分析如下
2.1 做好热处理之前的预处理工作
温度过高的正火会加剧金属内部的变形,为此,在金属热处理之前进行正火处理来对温度进行控制,则显得尤为必要。具体而言,即是在金属热处理之前做好正火处理工作来控制好温度,并在完成正火处理的基础上运用等温淬火的处理方法来对金属材料内部结构的均匀性进行提升,从而一定程度上减少金属变形的发生。另外需要注意的是,要根据金属结构的特点来对热处理工序进行合理选择,这不仅减少了热处理过程中的变形,还能让热处理过程中的变形相互抵消,能够有效促进改善变形目的的达成。诚然,该种方式的运用需要耗费较多的成本及时间,因此,对于一些有高精度要求的零件则更为适用【1】。
2.2 做好淬火处理工艺
做好淬火冷却处理工艺是金属热处理中改善金属变形问题的关键,倘若处理不好,未能选择合理的介质,则会大大增加金属的内部应力,进而导致工件的变形甚至开裂。为此,在淬火冷处理过程中应当充分注意到冷却速度的稳定性,切勿由于过快而致使冷却不均,进而加剧金属材料的变形。另外,重视淬火冷却过程中在介质方面的选用,一般情况下,人们用水和油作为介质。而水温在 550℃-650℃内,冷却速度高,在 200℃-300℃内,其冷却速度虽有大幅下降,但从整体上来看,依然较高,极易导致金属的变形。即使可以通过在水中加入适当盐和碱的方式来提升水在 550℃-650℃内的冷却速度,但是水在200-300℃内的冷却速度却依然未能进行改善,进而金属在热处理过程中的变形问题也得不到有效解决。而油在 200-300℃内的冷却速度较低,能有效改善金属在淬火时的变形情况,但油在550-650℃内的冷却速度却不高【2】。为此只适用于合金钢的淬火冷却中。综上所述,在硬度一致时在介质的选用上则优先使用冷却速度较低的油,以降低对金属的影响。
2.3 冷却方法的选择
常见的冷却方法主要包括单液淬火、双液淬火法以及分级淬火法等。其中单液淬火法的优缺点较为显著,优点即是符合机械化及自动化的需要,缺点即是对淬火冷却的度难以进行有效控制。而双液淬火法即是将金属放在冷却速度较高的介质中冷却到300℃左右后,再放入冷却速度慢的介质中进行冷却。分级淬火冷法,即是先将加热的金属放入高温的碱液或者盐液中,2到5分钟过后,在保证金属内部与外部温度一致的基础上,再放入空气中进行冷却【3】。该方法能够将金属内部的热应力和组织预冷进行有效降低,同时对于复杂结构金属变形问题的改善也大有裨益。但由于该方法内溶液冷却能力较低,因此只适用于精度要求较高,尺寸较小的金属工件。
3.结语
综上所述,金属热处理过程中造成的金属变形现象务必会减少金属材料使用寿命,降低金属使用效率。为此我们应当对金属热处理变形的原因进行仔细分析与探究,有效的找到具体导致变形的影响因素,并在进行金属加热处理的过程中,采取针对性有效技术措施对其产生问题的因素进行解决与处理,才能解决金属材料在热处理过程中的变形问题,进一步将金属材料的使用效率进行有效提升。
参考文献:
[1]李斐,石玉生.辽宁经济管理干部学院(辽宁经济职业技术学院学报). [J],2011(03)
[2]夏新涛,王中宇,周福章,周近民,张雷,刘春国,刘伟.汽车离合器轴承热处理变形数据分析[J].轴承,2013(04)
[3]《金属热处理原理》荣获1998年度国家机械局科技进步三等奖[J].大连铁道学院学报, 2013(01)
作者简介:赵永鹏(1989.11-),男,籍贯:山西省朔州市,学位:学士,学历:本科,研究方向:金属材料热处理技术。
关键词:金属热处理;变形原因;改善技术措施
引言
金属的热处理即是指为了满足金属加工工艺需要,在金属材料加工过程中,对材料进行加热、保温以及冷却的处理,以改变金属材料的内部结构,增强金属实用性的过程。然而在具体的金属热处理过程中,往往会由于材料自身的性质及各种外界因素的影响,致使金属材料变形的产生,进而影响到金属材料的使用寿命与使用效率,达不到使用者的质量要求。为此,对应对金属热处理过程中金属变形的技术进行研究则显得尤为必要与迫切。
1.金属热处理变形原因分析
内应力塑性变形,内应力的产生一般情况下是由金属热处理过程中的加热不均或相变不同时所造成或引起的,同时在一定塑性条件的配合下,还会导致内应力塑性变形的产生。内应力塑性变形由于影响因素的不同,又可分为热应力塑性变形以及组织应力塑性变形。其中,前者是由于金属工件在热处理过程中由受热不均,在内外部温度上未能保证一致,使其热胀冷缩的程度存在一定差异而产生的。而后者则是由于金属工件内部组织转变发生时间不同而产生的。
2.金属热处理变形改善的技术措施
科学、合理的金属热处理变形改善技术是有效降低热处理过程中金属变形发生率的重要手段,现对金属热处理变形改善的技术措施进行具体分析如下
2.1 做好热处理之前的预处理工作
温度过高的正火会加剧金属内部的变形,为此,在金属热处理之前进行正火处理来对温度进行控制,则显得尤为必要。具体而言,即是在金属热处理之前做好正火处理工作来控制好温度,并在完成正火处理的基础上运用等温淬火的处理方法来对金属材料内部结构的均匀性进行提升,从而一定程度上减少金属变形的发生。另外需要注意的是,要根据金属结构的特点来对热处理工序进行合理选择,这不仅减少了热处理过程中的变形,还能让热处理过程中的变形相互抵消,能够有效促进改善变形目的的达成。诚然,该种方式的运用需要耗费较多的成本及时间,因此,对于一些有高精度要求的零件则更为适用【1】。
2.2 做好淬火处理工艺
做好淬火冷却处理工艺是金属热处理中改善金属变形问题的关键,倘若处理不好,未能选择合理的介质,则会大大增加金属的内部应力,进而导致工件的变形甚至开裂。为此,在淬火冷处理过程中应当充分注意到冷却速度的稳定性,切勿由于过快而致使冷却不均,进而加剧金属材料的变形。另外,重视淬火冷却过程中在介质方面的选用,一般情况下,人们用水和油作为介质。而水温在 550℃-650℃内,冷却速度高,在 200℃-300℃内,其冷却速度虽有大幅下降,但从整体上来看,依然较高,极易导致金属的变形。即使可以通过在水中加入适当盐和碱的方式来提升水在 550℃-650℃内的冷却速度,但是水在200-300℃内的冷却速度却依然未能进行改善,进而金属在热处理过程中的变形问题也得不到有效解决。而油在 200-300℃内的冷却速度较低,能有效改善金属在淬火时的变形情况,但油在550-650℃内的冷却速度却不高【2】。为此只适用于合金钢的淬火冷却中。综上所述,在硬度一致时在介质的选用上则优先使用冷却速度较低的油,以降低对金属的影响。
2.3 冷却方法的选择
常见的冷却方法主要包括单液淬火、双液淬火法以及分级淬火法等。其中单液淬火法的优缺点较为显著,优点即是符合机械化及自动化的需要,缺点即是对淬火冷却的度难以进行有效控制。而双液淬火法即是将金属放在冷却速度较高的介质中冷却到300℃左右后,再放入冷却速度慢的介质中进行冷却。分级淬火冷法,即是先将加热的金属放入高温的碱液或者盐液中,2到5分钟过后,在保证金属内部与外部温度一致的基础上,再放入空气中进行冷却【3】。该方法能够将金属内部的热应力和组织预冷进行有效降低,同时对于复杂结构金属变形问题的改善也大有裨益。但由于该方法内溶液冷却能力较低,因此只适用于精度要求较高,尺寸较小的金属工件。
3.结语
综上所述,金属热处理过程中造成的金属变形现象务必会减少金属材料使用寿命,降低金属使用效率。为此我们应当对金属热处理变形的原因进行仔细分析与探究,有效的找到具体导致变形的影响因素,并在进行金属加热处理的过程中,采取针对性有效技术措施对其产生问题的因素进行解决与处理,才能解决金属材料在热处理过程中的变形问题,进一步将金属材料的使用效率进行有效提升。
参考文献:
[1]李斐,石玉生.辽宁经济管理干部学院(辽宁经济职业技术学院学报). [J],2011(03)
[2]夏新涛,王中宇,周福章,周近民,张雷,刘春国,刘伟.汽车离合器轴承热处理变形数据分析[J].轴承,2013(04)
[3]《金属热处理原理》荣获1998年度国家机械局科技进步三等奖[J].大连铁道学院学报, 2013(01)
作者简介:赵永鹏(1989.11-),男,籍贯:山西省朔州市,学位:学士,学历:本科,研究方向:金属材料热处理技术。