机械基础之材料及热处理.ppt

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1、1．了解并掌握热处理的定义和目的。§1—5普通热处理及其应用2．掌握退火、正火、淬火、回火分类和应用。实验：①拿一根用过的钢锯条，进行弯曲。②拿一根材料相同的用过的钢锯条，放到火中烧一烧，或在炉中加热到一定的温度后，放在空气中慢慢冷却下来，再弯曲，看看结果怎样？观察下面的图片，你知道钻头、丝锥、锉刀等工具和齿轮等零件都采用什么工艺来提高其硬度等性能？再想想，日常生活中还有类似的现象吗？钻头丝锥锉刀齿轮热处理——是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需要的组织结构与性能的工艺。一、热处理工艺概述二、退火退火——将钢加热到适当温度，保持一

2、定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺。常用退火方法：完全退火（又称重结晶退火）球化退火去应力退火（也称低温退火）台式电阻炉降低硬度，提高塑性，以利于切削加工和冷变形加工细化晶粒，均匀组织，为后续热处理作好组织上的准备消除残余内应力，防止工件的变形与开裂退火目的：三、正火1．普通结构零件，当力学性能要求不太高时，可作为最终热处理。正火的主要方面：正火——将钢加热到Ａc3或Ａccm以上30～50℃，保温适当的时间后在静止的空气中冷却的热处理工艺。2．硬度过低的低碳钢、低碳合金钢，切削时容易“粘刀”（是指被切削材料塑性好，黏性大，不容易断屑，因此在切离

3、过程中切屑和刀具表面摩擦力大，容易造成黏附），正火则可适当提高其硬度，改善切削加工性能。3．消除过共析钢中的网状渗碳体，有利于球化处理改善钢的力学性能，并为以后的热处理做好准备。四、淬火目的：获得马氏体组织，提高钢的强度、硬度和耐磨性。因淬火后会降低钢的韧性，易引起开裂，因此淬火后的钢必须配以适当的回火。临界冷却速度是指淬火时向马氏体转变的最小冷却速度，即冷却速度v临恰与C曲线“鼻尖”相切。淬火——将钢件加热到Ac3或Ac1以上的适当温度，经保温后快速冷却（冷却速度大于v临），以获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。常用的淬火方法：淬透性好的钢，在淬火冷却时

4、可采用比较缓和的淬火介质，以减小工件淬火后的变形及开裂倾向。单液淬火双液淬火分级淬火等温淬火五、钢的回火降低淬火钢的脆性和内应力，防止变形或开裂。调整和稳定淬火钢的结晶组织以保证工件不再发生形状和尺寸的改变。获得不同需要的机械性能。目的：回火——将淬火后的钢重新加热到Ac1点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。回火的分类及应用：调质处理——生产中淬火及高温回火相结合的复合热处理工艺。低温回火（主要用于刀具、量具、冷作模具、滚动轴承等硬而耐磨的零件）中温回火（主要用于弹性零件及热作模具）高温回火（调质处理主要用于各种重要的受力构件，如连杆

5、、螺栓、齿轮、曲轴等零件）六、热处理工艺应用实例例：车床主轴的热处理分析。以下图所示的车床主轴为例，经对主轴的结构及工作条件进行分析后确定，该轴选用45钢的锻件毛坯。生产过程中，主轴的加工工艺路线为：备料→锻造→正火→机械粗加工→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）。车床主轴主轴加工过程中热处理要达到的技术要求如下：正火、调质属于预备热处理；锥孔及外锥体的局部淬火、回火属于最终热处理。花键齿廓部分硬度为48～53HRC。整体调质后硬度为220～250HBW；锥孔和外锥

6、体硬度为45～48HRC；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。2．调质处理主要是使主轴具有良好的综合力学性能，经淬火及高温回火后，其硬度应达到220～250HBW。3．淬火1．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，同时均匀组织，细化晶粒，为以后的热处理作组织准备。它们的作用如下：一、氧化与脱碳淬火缺陷二、过热与过烧三、变形与开裂四、硬度不足