一、热处理技术条件的标注
零件经热处理后应得到的组织、性能以及精度等要求,统称为热处理技术条件。热处理技术条件应标注在图纸(零件图)上,一般仅需注明材料、热处理名称及热处理后的硬度要求。对要求高的重要零件,如曲轴、连杆和齿轮等,还需注明热处理后的强度、硬度、塑性和韧性等指标,有时还应给出对金相显微组织的要求。对于气缸套、活塞环等零件,还应注明化学成分、硬度、金相组织等级。标注的硬度应允许有个波动范围,一般布氏硬度范围为30~40个单位,如调质220~250HBS;洛氏硬度在5个单位左右,如淬火回火50~55 HRC。表面淬火零件应标明淬硬层的硬度、深度及淬火部位,有的还提出对金相显微组织和变形的要求。渗碳零件应标明渗碳淬火及回火后的表层和芯部的硬度、渗碳的部位(全部和局部)以及渗碳层深度等。对重要的渗碳件还应提出对金相显微组织的要求。其他化学热处理零件应注明表面硬化层的硬度和深度等。
在图纸上标注热处理技术条件时,可用文字对热处理技术条件加以扼要的说明,也可用国家标准规定的热处理工艺代号标注。对于整体热处理,技术条件一般标注在图纸标题栏上方(也可标注在下方);对于局部热处理,需要热处理的部位一般用细实线限定,并把热处理技术条件标注在要热处理部位引出的细实线上,或在技术要求中注明热处理技术条件。
二、热处理工序位置的安排
1.预备热处理的工序位置
(1)退火和正火的工序位置。
退火和正火通常作为预先热处理而安排在毛坯生产之后、切削加工之前。对于精密零件,为了消除切削加工后的残余内应力,应在切削加工工序之间安排去应力退火。对于过共析钢,若组织中有比较完整的网状二次渗碳体,则在球化退火前必须进行正火,以消除网状渗碳体。退火和正火还可以作为力学性能要求不高的零件的最终热处理。
退火、正火件的工艺路线一般为:毛坯生产→退火或正火→切削加工。
(2)调质的工序位置。
调质可作为预备热处理,主要是为了获得较高的综合力学性能,为以后的表面淬火和易变形的精密零件的整体淬火做好组织准备。调质工艺一般安排在粗加工之后、精加工或半精加工之前。
调质零件的加工工艺路线一般为:下料→锻造→正火(或退火)→机械粗加工→调质→机械半精加工……。
2.最终热处理的工序位置
(1)淬火、回火的工序位置。
当回火后硬度较高(35HRC以上)时,淬火、回火安排在切削加工之后、磨削加工之前;当回火后硬度较低(35HRC以下),不会引起切削困难时,淬火、回火安排在精加工之前。整体淬火与局部淬火的工序位置安排基本相同。
①整体淬火的加工工艺路线一般为:下料→锻造→退火(或正火)→机械粗加工→半精加工→淬火、回火→磨削。
②感应加热表面淬火的加工工艺路线一般为:下料→锻造→正火(或退火)→机械粗加工→调质或正火→机械半精加工→感应表面淬火、低温回火→磨削。
(2)化学热处理的工序位置。
各种化学热处理,如渗碳、氮化等都属于最终热处理。工件经这类热处理后,表面硬度高,除磨削或研磨等光整加工外,不适宜进行其他切削加工。化学热处理工序位置应尽量靠后,一般安排在半精加工之后、磨削加工之前。(www.xing528.com)
渗碳的加工工艺路线一般为:下料→锻造→正火→机械粗加工→半精加工→渗碳→磨削。
渗氮的加工工艺路线一般为:下料→锻造→退火→粗加工→调质→半精加工→去应力退火→粗磨→渗氮→精磨、研磨或抛光。
任务实施
任务内容:
图3-27所示为车床主轴,该轴选用45钢的锻件毛坯,它的热处理技术条件为:整体调质后硬度应为220~250HBS,内锥孔和外锥体硬度为45~50HRC,花键部分硬度为48~53 HRC;分析并安排其热处理工序。
图3-27 车床主轴
任务步骤:
1.分析主轴的结构及工作条件
该主轴结构上有圆柱面、圆锥面、花键、锥孔及倒角等,用来支承轴上的旋转件,并传递运动和转矩。这就要求轴具有良好的强度、硬度和韧性,可以在使用中有足够的承载能力、良好的耐磨性,且不发生变形。
2.热处理分析
根据主轴的结构及工作条件分析,选择正火、调质作为预备热处理,选择锥孔及外锥体的局部淬火、回火与花键的淬火、回火作为最终热处理。
正火主要是为了消除毛坯的锻造应力,降低硬度以改善切削加工性,同时也使组织均匀,细化晶粒,为以后的热处理做组织准备。
调质主要是使主轴具有高的综合机械性能(适当的强度和较好的韧性),经淬火及高温回火后,其硬度应满足热处理技术条件的要求,即应达到220~250HBS(HBW)。
淬火锥孔、外锥体及花键部分的淬火是为了获得所要求的表面硬度。锥孔和外锥体部分可采用盐浴快速加热并水淬,经回火后,其硬度应达45~50HRC;花键部分可采用高频表面淬火,以减少变形,经回火后,表面硬度应达48~53HRC。为了减少变形,锥部淬火应与花键淬火分开进行,并且锥部淬火及回火后,需用粗磨以纠正淬火变形,然后再进行花键的加工与淬火,最后用精磨消除总的变形,从而保证主轴的装配质量。
3.安排热处理工序
根据热处理分析,确定主轴的加工工艺路线为:
备料→锻造→正火→机械粗加→调质→机械半精加工→锥孔及外锥体的局部淬火、回火→粗磨(外圆、锥孔、外锥体)→铣花键→花键淬火、回火→精磨(外圆、锥孔、外锥体)。
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