聚合物淬火液熱處理淬火零件變形原因
發(fā)布時(shí)間:2016-01-08 14:44:00
凡是牽涉到加熱和冷卻的熱處理過程,都可能造成工件變形。但是,淬火變形對熱處理質(zhì)量的影響大。嚴(yán)重的淬火變形往往很難通過最后的精加工加以修正,即使對淬火變形的工件能夠進(jìn)行校正和機(jī)加工修整,也會因而增加生產(chǎn)成本。
工件的熱處理變形分為尺寸變化和形狀畸變兩種形式。尺寸變形歸因可相變前后比體積差引起工件的體積改變,形狀畸變則是由于熱處理過程中,在各種復(fù)雜應(yīng)力綜合作用下,不均勻的塑性變形造成的。這兩種形式的變形很少單獨(dú)存在,但是對具體工件和熱處理工藝,可能以一種形式的變形為主。
工件熱處理的尺寸變化。工件在熱處理加熱和冷卻過程中,由于相變引起的體積差造成的體積變形。由于工件加熱后,工件心部溫度與表面溫度有差異,在用聚合物淬火液淬火時(shí)工件表面與內(nèi)部冷卻速度不同,導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力不均,造成工件塑性變形,熱脹冷縮導(dǎo)致工件體積有些變化。
工件熱處理的形狀畸變。工件熱處理的形狀畸變有多種原因。加熱過程中殘余應(yīng)力的釋放,淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力以及工件自重都會使工件發(fā)生不均勻的塑性變形而造成形狀畸變。工件細(xì)長,爐底不平,工件在爐中呈搭橋狀態(tài)放置時(shí),當(dāng)加熱至奧氏體化溫度下保溫過程中,常因自重產(chǎn)生蠕變畸變,這種畸變與熱處理應(yīng)力無關(guān)。
工件在熱處理前由于各種原因可能存在內(nèi)應(yīng)力,熱處理加熱過程中,由于鋼的屈服強(qiáng)度隨溫度的升高而降低,當(dāng)工件中某些部位的殘余應(yīng)力達(dá)到其屈服時(shí),就會引起工件的不均勻塑性變形而造成形狀畸變和殘余應(yīng)力的松弛。加熱時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力,受鋼的化學(xué)成分、加熱的速度、工件的大小形形狀的影響很大。導(dǎo)熱性差的高合金鋼,加熱速度過快,工件尺寸大、形狀復(fù)雜、各部分厚薄不均勻,會致使工件各部分的熱膨脹程度不同而形成很大的熱應(yīng)力,導(dǎo)致工件不均勻塑性變形,從而產(chǎn)生形狀畸變。
與工件加熱時(shí)情況相比,工件冷卻時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力對工件的變形影響更大。熱應(yīng)力引起的變形主要發(fā)生在熱應(yīng)力產(chǎn)生的初期,這是因?yàn)槔鋮s初期工件內(nèi)部仍處于高溫狀態(tài),塑性好,在瞬時(shí)熱應(yīng)力作用下,心部因受多向壓縮易發(fā)生屈服而產(chǎn)生塑性變形。冷卻后期,隨工件溫度的降低,鋼的屈服強(qiáng)度升高,相對來說塑性變形變得更加困難,冷卻至室溫后,冷卻初期的不均勻塑性變形得以保持下來造成工件的變形。
工件在加熱過程中應(yīng)均勻加熱,加熱時(shí)工件應(yīng)工整擺放,防止因加熱不均導(dǎo)致變形,最重要的是選擇正確淬火介質(zhì)。
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