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技术问题

预先热处理组织对切削性能的影响

为改善金属工件的加工性,采用球化淬火的工件是过共析钢和共析钢,根据使用要求中碳钢可采用正火、调质、等温处理等。工件经过正火处理达不到优良的加工性能时,低碳钢还可提高硬度的方法有喷雾冷却和不完全淬火。 钢中碳化物的分布和形态是预处理组织对钢切削性能影响的表现形式。 金相组织 ①索氏体
索氏体组织硬度在270HB以下时,加工表面粗糙,硬度超过270HB时,加工表面良好。
  ②铁素体
铁素体是软相组织,纯铁以及低碳钢中铁素体十少量珠光体组织。切削性能较差,切削时基体中铁素体不易断屑,粘在工具上后使切削性能变得更差。
  ③碳化物
块状、网状、片状、粒状是钢中碳化物存在的形式。碳化物呈块状、网状以及片状时,钢切削性较差,只有碳化物以颗粒状分布在铁素体基体上时才有较好切削性。
当亚共析碳钢含有20%-30%的片状珠光体时,被切削性能良好,但是当含量超出50%珠光体比例时,其切削性逐渐变坏。 切削性能达到最佳的含碳量是在0.3%-0.45%,这时细片状珠光体的切削性能比粗片状珠光体切削性能差;当含量达到0.45%-0.6%时,其切削性能还可以;当含碳量大于0.6%时,钢的切削性能逐渐下降。 存在于过共析钢中的球状组织其切削性能良好,对于精细加工切削性能良好,但不太适用于粗加工。硬度控制在250HB以下的珠光体其切削性能较好,当高于这个硬度时切削性能变差。 预先热处理工艺 ①去应力
用于冷拉拔等加工件,冷加工残余应力去除、硬度降低、被加工性得到改善。
  ②正火
用于低中碳钢的锻件或轧制件,切削性提高,低合金钢正火后硬度提高,切削加工性得到改善。
  ③调质
中高碳钢调质获得细粒状组织即回火索氏体,硬度170~230HB,切削性较好。
  ④球化退火
用于高碳工具钢,切削性提高。低碳钢、低碳合金钢球化退火适用于冷变形加工,低合金工具钢球化退火后,粗加工的切削性较好。
  ⑤完全退火与等温退火
完全退火和等温退火用于亚共析钢,获得组织铁素体+片状珠光体,硬度170~200HB,切削性好。高合金工具钢等温退火硬度较高,粗加工和精加工都不理想。
根据热处理作用和目的来确定热处理工序在加工工艺路线中的位置。预先热处理目的是消除制造毛坯的内血力、晶粒细化、组织均匀、原始缺陷减少、切削加工性能得到改善,为最终热处理做组织准备。预先热处理包括退火、正火、调质。一般在毛坯生产之后,切削加工之前或精加工之前。 最终热处理目的是使零件获得图纸要求的技术性能,最终热处理包括淬火、回火和化学热处理。零件经最终热处理后的硬度一般都较高,只适用于磨削加工,一般这个工序都尽量安排在上艺路线的后部。 粗加工阶段去零件各个加工表面的大部分余量,目的是提高生产率的问题。半精加工阶段是为主要表面的精加工做好准备,保证这些表面的一定的加工精度和·定的精加工余最,并完成一些次要表面的最终加工,一般在热处理之前进行。精加工阶段完成各个主要表面的精加工,保证各主要表面达到图纸规定要求。 机械加工工艺安排的原则如下。
  ①先基准面后其他表面。
  ②先安排主要表面加工,后安排次要表面加工。
  ③先安排粗加工,后安排半精加工,最后安排精加工。
本文参考《热处理工艺问答》一书。 相关链接
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