1.热处理技术条件的标注
设计者依据工件的工作特性,提出热处理技术条件并在零件图上标出代号(企业标准,省部级标准,国家标准代号)。由于硬度检验属于非破坏性的检验,因此在零件图上常常标注硬度值。一般规定:布氏硬度变化范围在30~40个硬度单位;洛氏硬度变化范围为5个硬度单位。
对于那些非常重要的零件,在零件图上有时也标注抗拉强度、伸长率、金相组织等。表面淬火、表面热处理工件要标明处理部位、层深及组织等要求。
2.热处理工序位置安排
根据热处理目的的不同,热处理可分为预备热处理和最终热处理两大类,它们的工序位置一般是按下面的一些原则来安排的。
(1)预备热处理的工序位置
预备热处理包括退火、正火或调质等热处理工艺方法,主要是为了消除前一道工序的某些缺陷并为后一道工序做好准备,其工序位置一般安排在毛坯生产之后、切削加工之前或粗加工之后、精加工之前进行。
1)退火、正火工序的位置
退火、正火工序的位置一般在毛坯生产之后,切削加工之前进行,工序安排为毛坯生产(铸造、锻压、焊接等)→正火(或退火)→切削加工。在一般情况下尽量选择操作方便、成本较低的正火工艺。但正火由于冷速较快,对于某些钢尤其是一些高合金钢,正火后可能得到高硬度而不能进行切削加工或产生其他缺陷,因此退火是优先选择的工艺方法。
2)调质工序的位置
调质是为了提高工件的综合力学性能,减少工件的变形或为以后的表面热处理做好组织准备(有时调质处理也直接作为最终热处理使用)。因此,调质处理的工序位置一般安排在粗加工后、精加工之前进行。其主要目的是为了保证淬透性差的钢种表面调质层(回火索氏体)的组织不被切削掉,工序安排为下料→锻造→正火(或退火)→粗加工→调质→半精加工。
(2)最终热处理的工序位置
最终热处理包括各种淬火、回火、表面淬火、表面化学热处理等。在一般情况下处理后的硬度较高,除磨削加工外很难再用其他切削方法加工。因此,最终热处理工序位置一般安排在半精加工之后、磨削加工之前进行。最终热处理决定工件的组织状态、使用性能与寿命。
①整体淬火的工序位置为下料→锻造→退火(或正火)→粗、半精加工(留余量)→淬火、回火(低温、中温回火)→磨削。
②表面淬火的工序位置为下料→锻造→正火(或退火)→粗加工→*调质→半精加工(留余量)→表面淬火、回火→磨削。
③渗碳淬火的工序位置为下料→锻造→正火→粗、半精加工→渗碳、淬火→低温回火→磨削。
④渗氮的工序位置为下料→锻造→退火→粗加工→调质→半精、精加工→去应力退火→粗磨→渗氮→精磨或超精磨。(www.xing528.com)
上述热处理工序安排不是固定不变的,应根据实际生产情况做某些调整。例如,对工件性能要求不高的大批、大量生产的工件,就可以由原料不经热处理而直接进行切削加工。
3.确定热处理工序位置的实例
案例1:车床主轴的加工工艺路线和热处理各工序的作用
一车床主轴由中碳结构钢制造(如45钢),为传递力的重要零件,它承受一般载荷,轴颈处要求耐磨。热处理技术条件为整体调质,硬度为220~250HRW;轴颈处表面淬火,硬度为50~52HRC。现确定加工工艺路线,并指出其中热处理各工序的作用。
解:(1)该轴的加工工艺路线
下料→锻造→正火→机加工(粗加工)→调质处理(淬火、高温回火)→机加工(半精加工)→轴颈处高频感应淬火、低温回火→磨削。
(2)该轴各热处理工序的作用
正火:作为预备热处理,目的是消除锻件内应力,细化晶粒,改善切削加工性。
调质:获得回火索氏体,使该主轴整体具有较好的综合力学性能,为表面淬火做好组织准备。
轴颈处高频感应淬火、低温回火作为最终热处理。高频感应淬火是为了使表面得到较高的硬度、耐磨性和疲劳强度;低温回火是为了消除应力,防止磨削时产生裂纹,并保持高硬度和耐磨性。
案例2:减速器输出轴的选材及热处理
(1)减速器输出轴的工作情况
图6.15为一级圆柱齿轮减速器立体装配关系图,其是通过装在箱体内的一对啮合型轮的转动将外界动力从主动齿轮轴(输入轴)传至从动轴(输出轴)来实现减速的。输出轴上安装有端盖、滚动轴承、从动齿轮等零件。减速器输出轴主要承受弯曲和扭转载荷,应怎样选材?
(2)减速器输出轴的选材及热处理
减速器输出轴的选材及热处理选用45钢并需调质(淬火+高温回火)处理。
图6.15 一级圆柱齿轮减速器立体装配关系图
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