Почему металлические детали нуждаются в термообработке?

Роль термической обработки заключается в улучшении механических свойств материалов, устранении остаточных напряжений и повышении обрабатываемости металлов. В соответствии с различными целями термообработки процесс термообработки можно разделить на две категории:предварительная термообработка и окончательная термообработка.

Предварительная термообработка

Целью предварительной термической обработки является повышение производительности обработки, устранение внутренних напряжений и подготовка хорошей металлографической структуры к окончательной термической обработке. Процесс термической обработки включает отжиг, нормализацию, старение, закалку и отпуск.

(1) Отжиг и нормализация

Для горячеобработанных заготовок применяют отжиг и нормализацию. Углеродистую и легированную сталь с содержанием углерода более 0,5% часто отжигают, чтобы уменьшить их твердость и упростить резку, углеродистую и легированную сталь с содержанием углерода менее 0,5% используют, чтобы избежать прилипания к инструменту при повышении твердости. слишком низко. Вместо этого используется нормализация. Отжиг и нормализация позволяют еще уточнить зерна и однородную структуру, подготовив их к последующей термообработке. Отжиг и нормализацию часто проводят после изготовления заготовки и перед черновой обработкой.

(2) Лечение старения

Обработка старением в основном используется для устранения внутренних напряжений, возникающих при изготовлении и механической обработке заготовок.

Чтобы избежать чрезмерных транспортных нагрузок, для деталей с общей точностью перед чистовой обработкой может быть организована обработка старением. Однако для деталей с повышенными требованиями к точности (например, корпус координатно-расточного станка и т. п.) следует проводить две или несколько процедур обработки старением. Простые детали обычно не подвергаются старению.

В дополнение к литью, для некоторых прецизионных деталей с низкой жесткостью (таких как прецизионные ходовые винты), чтобы устранить внутреннее напряжение, возникающее во время обработки, и стабилизировать точность обработки деталей, часто проводят многократные обработки старением между черновой и получистовой обработкой. -чистовая обработка. Некоторые части вала подвергаются старению после процесса правки.

(3) Закалка

Закалка и отпуск – это высокотемпературный отпуск после закалки. Он может получить однородную и тонкую структуру сорбита после отпуска для подготовки к последующей закалке поверхности и обработке азотированием для уменьшения деформации, поэтому отпуск также можно использовать в качестве предварительной термообработки.

Благодаря лучшим комплексным механическим свойствам деталей после закалки и отпуска некоторые детали, не требующие высокой твердости и износостойкости, также могут использоваться в качестве окончательной термообработки.

2. Окончательная термообработка

Целью окончательной термообработки является улучшение механических свойств, таких как твердость, износостойкость и прочность.

(1) Тушение

Закалка имеет поверхностную закалку и общую закалку. Среди них поверхностная закалка широко используется из-за небольшой деформации, окисления и обезуглероживания, а поверхностная закалка также имеет преимущества высокой внешней прочности и хорошей износостойкости при сохранении хорошей внутренней прочности и высокой ударопрочности. Для улучшения механических свойств деталей с поверхностным упрочнением в качестве предварительной термической обработки часто требуется термическая обработка, такая как закалка и отпуск или нормализация. Общий технологический маршрут:заготовка-ковка-нормализация (отжиг)-черновая обработка-закалка и отпуск-получистовая обработка-закалка поверхности-чистовая обработка.

(2) Науглероживание и закалка

Науглероживание и закалка подходят для низкоуглеродистой и низколегированной стали. Во-первых, увеличить содержание углерода в поверхностном слое детали. После закалки поверхностный слой приобретает высокую твердость, в то время как сердцевина сохраняет определенную прочность, высокую ударную вязкость и пластичность. Науглероживание подразделяется на полное науглероживание и частичное науглероживание. В случае частичного науглероживания следует принять меры против просачивания (меднение или покрытие материалом против просачивания) для ненауглероженной части. Поскольку деформация науглероживания при закалке велика, а глубина науглероживания обычно составляет от 0,5 до 2 мм, процесс науглероживания обычно располагается между получистовой и чистовой обработкой.

Маршрут процесса обычно следующий:заготовка-ковка-нормализация-черновая и получистовая обработка-науглероживание и закалка-чистовая обработка.

Когда ненауглероженная часть частично науглероженных деталей принимает план процесса удаления избыточного науглероженного слоя после увеличения запаса, процесс удаления избыточного науглероженного слоя должен быть организован после науглероживания и перед закалкой.

(3) Азотирование

Азотирование – метод обработки, позволяющий атомам азота проникать в поверхность металла для получения слоя азотсодержащих соединений. Слой азотирования может улучшить твердость поверхности, износостойкость, усталостную прочность и коррозионную стойкость детали. Поскольку температура обработки азотированием низкая, деформация мала, а слой азотирования тонкий (обычно не более 0,6–0,7 мм), процесс азотирования должен быть максимально организован. Чтобы уменьшить деформацию во время азотирования, обычно требуется после резки. Выполните высокотемпературный отпуск для снятия напряжения.