中小型锻件常用热处理工艺介绍(精)
2.3 锻造工艺解析

机械制造工艺基础——锻压工艺
5、平锻机上模锻:
• 平锻机的主要结构与曲柄压力机相同。只因 滑块是作水平运动,故称平锻机。
机械制造工艺基础——锻压工艺
5、平锻机上模锻:
•平锻机上模锻的特点: (1)有两个分模面,可以锻出其他模锻方 法无法锻出的锻件。 (2)生产率高,400-900件/小时。 (3)锻件尺寸精确,表面粗糙度低。 (4)材料利用率达85-95%。 (5)非回转体及中心不对称的锻件较难锻 造。平锻机造价高。 (6)适合于带头部的杆类和有孔零件的模 锻成型。
机械制造工艺基础——锻压工艺
补充: 典型零件模锻工艺过程: (1)零件图纸的分析
(2)选择分模面
(3)确定锻孔
(4)确定模锻工序
(5)绘制锻件图
(6) 锻模设计
机械制造工艺基础——锻压工艺
(1)零件图纸的分析
• 汽车后闸传动杆零件,上下端面、四个大孔、 20.3孔的端面和8孔需机械加工,其余均需模 锻锻出。
机械制造工艺基础——锻压工艺
1、模锻件图的绘制:
4)锻模圆角: •所有两表面交角处都应 有圆角。一般内圆角半 径(R)应大于其外圆半 径(r)。 5)留出冲孔连皮: •锻 件 上 直 径 小 于 25mm 的孔,一般不锻出,或 只压出球形凹穴。
机械制造工艺基础——锻压工艺
1、模锻件图的绘制:
• 大于25mm的通孔,也不能直接模锻出通孔, 而必须在孔内保留一层连皮。 • 冲孔连皮的厚度s与孔径d有关,当d =30~ 80mm时,s =4~8mm。
机械制造工艺基础——锻压工艺
3.摩擦压力机上模锻
④ 摩擦压力机承受偏心载荷能力差,通 常只适用于单膛锻模进行模锻。对于形 状复杂的锻件,需要在自由锻设备或其 它设备上制坯。 •应用: 适合于中小件的小批生产。如铆钉、 螺钉、螺母、气门、齿轮和三通阀体等。
常见零件的热处理

一、齿轮1.渗碳及碳氮共渗齿轮的工艺流程毛坯成型→预备热处理→切削加工→渗碳(碳、氮共渗)、淬火及回火→(喷丸)→精加工2.感应加热和火焰加热淬火齿轮用钢及制造工艺流程3.高频预热和随后的高频淬火工艺流程锻坯→正火→粗车→高频预热→精车(内孔、端面、外圆)滚齿、剃齿→高频淬火→回火→珩齿二、滚动轴承1.套圈工艺流程2.滚动体工艺流程(1)冷冲及半热冲钢球钢丝或条钢退火→冷冲或半热冲→低温退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品(2)热冲及模锻钢球棒料→热冲或模锻→球化退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品(3)滚子滚针钢丝或条钢(退火)→冷冲、冷轧或车削→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→附加回火→精磨→成品三、弹簧1.板簧的工艺流程切割→弯制主片卷耳→加热→弯曲→余热淬火→回火→喷丸→检查→装配→试验验收2.热卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收3.冷卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→去应力回火→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收四、汽车、拖拉机零件的热处理1.铸铁活塞环的工艺流程(1)单体铸造→机加工→消除应力退火→半精加工→表面处理→精加工→成品(2)简体铸造→机加工→热定型→内外圆加工→表面处理→精加工→成品2.活塞销的工艺流程棒料→粗车外圆→渗碳→钻内孔→淬火、回火→精加工→成品棒料→退火→冷挤压→渗碳→淬火、回火→精加工→成品热轧管→粗车外圆→渗碳→淬火、回火→精加工→成品冷拔管→下料→渗碳→淬火、回火→精加工→成品3.连杆的工艺流程锻造→调质→酸洗→硬度和表面检验→探伤→校正→精压→机加工→成品4.渗碳钢气门挺杆的工艺流程棒料→热镦→机加工成型→渗碳→淬火、回火→精加工→磷化→成品5.合金铸铁气门挺杆的工艺流程合金铸铁整体铸造(间接端部冷激)→机械加工→淬火、回火→精加工→表面处理→成品合金铸铁整体铸造(端部冷激)→机械加工→消除应力退火→精加工→表面处理→成品钢制杆体→堆焊端部(冷激)→回火→精加工→成品钢制杆体→对焊→热处理→精加工→表面处理→成品6.马氏体型耐热钢排气阀的工艺流程马氏体耐热钢棒料→锻造成型→调质→校直→机加工→尾部淬火→抛光→成品7.半马氏体半奥氏体型耐热钢(Gr13Ni7Si2)排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→热处理→精加工→成品8.奥氏体耐热钢排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→阀面和尾部堆焊耐热合金→热处理→杆部滚压或软氮化→精加工→成品9.半轴调质的工艺流程合金结构钢棒料→锻造成形→正火或退火→机械加工→调质→校直→精加工→成品10.半轴的表面淬火的工艺流程棒料→锻造成形→预先热处理→校直→机械加工→表面淬火→校直→精加工→成品11.柱塞副和喷油嘴偶件的工艺流程热扎退火棒料→自动机加工成型→热处理→精加工→时效→成品12.拖拉机履带板(1)40SiMn2履带板的热处理热轧成形→下料→机加工→热处理→成品(2)ZGMn13履带板的热处理铸造成型→热处理→成品五、金属切削机床零件的热处理1.机床导轨(1)MM7125平面磨床立柱镶钢导轨锻造→正火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→回火→磨(2)M9025工具曲线磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨(3)S788轴承磨床镶钢导轨机加工→消除应力退火→机加工→渗碳→淬火→回火→磨→时效(4)MZ208轴承磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→冰冷处理→回火→磨→时效2.机床主轴(1)CA6104车窗主轴(45钢)下料→粗加工→正火→机加工→高频淬火→回火→磨(2)T68、T611镗床的镗杆及MGB132磨床的主轴(35CrMoAlA钢)下料→粗车→调质→精车→消除应力处理→粗磨→渗氮→粗磨(3)SGC630精密丝杠车床主轴(12CrNi3A)锻造→正火→机加工→渗碳→正火→校直→消除应力→机加工→头部淬火→颈部淬火→回火→磨→时效(4)X62W万能升降台铣床主轴(球墨铸铁QT60-2)铸造→机加工→淬火→回火(5)M1040无心磨床主轴(球墨铸铁QT60-2)铸造→机加工→正火→机加工3.丝杠(1)7级或7级精度一下的一般丝杠(45钢)下料→正火或调质→校直→消除应力处理→机加工(2)6级或6级以上精密不淬硬丝杠(T10或T12钢)球化退火→机加工→消除应力处理→机加工→时效→精加工(3)中大型精密淬硬丝杠(CrWMn)锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→消除应力→机加工→淬火、回火→冰冷处理→回火→探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工(4)中小型精密淬硬丝杠(9Mn2V)锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→淬硬淬火→回火→冰冷处理→回火、探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工(5)滚珠丝杠(GCr15,GCr15SiMn)4.弹簧卡头(1)卧式多轴自动车床夹料卡头(9SiCr)锻造→退火→机加工→淬火→回火→机加工→磨开口→胀大定型(2)卧式多轴自动车床送料卡头(T8A钢)锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨(3)仪表机床小型专用卡头(60Si2)退火→机加工→淬火→回火→磨(4)磨阀辨机床专用卡头(65Mn)锻造→正火→高温→回火→机加工→淬火→回火→机加工5.摩擦片(1)X62W万能升降台铣床摩擦片(A3)机加工→渗碳→淬火→回火→机加工→回火(2)DLMO电磁离合器摩擦片(65Mn)冲片→淬火→回火→磨(3)电磁离合器摩擦片(6SiMnV)锻造→退火→切片→淬火→回火→磨6.FW250万能分度头主轴(45)锻造→正火→机加工→淬火→回火→机加工7.万能分度头蜗杆(20Cr)正火→机加工→渗碳→机加工→淬火→回火→机加工8.三爪卡盘卡爪(45)正火→机加工→淬火→回火→高频淬火→回火→法蓝→磨加工9.三爪卡盘丝(45)锻造→正火→机加工→淬火→回火→法蓝→磨六、活塞1.20CrMnMo钢制活塞的热处理锻造→正火→检验→机加工→渗碳→检验→正火→淬火→清洗→回火→检验→喷砂→磨削2.钒钢活塞的热处理下料→锻造→检验→预先淬火→球化退火→检验→机加工→淬火→回火→检验→磨削七、凿岩机钎尾锻造→退火→检验→渗碳→检验→淬火→回火→清洗→检验→磨削。
常见零件的热处理方式

一、齿轮1.渗碳及碳氮共渗齿轮的工艺流程毛坯成型→预备热处理→切削加工→渗碳(碳、氮共渗)、淬火及回火→(喷丸)→精加工2.感应加热和火焰加热淬火齿轮用钢及制造工艺流程3.高频预热和随后的高频淬火工艺流程锻坯→正火→粗车→高频预热→精车(内孔、端面、外圆)滚齿、剃齿→高频淬火→回火→珩齿二、滚动轴承1.套圈工艺流程2.滚动体工艺流程(1)冷冲及半热冲钢球钢丝或条钢退火→冷冲或半热冲→低温退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品(2)热冲及模锻钢球棒料→热冲或模锻→球化退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品(3)滚子滚针钢丝或条钢(退火)→冷冲、冷轧或车削→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→附加回火→精磨→成品三、弹簧1.板簧的工艺流程切割→弯制主片卷耳→加热→弯曲→余热淬火→回火→喷丸→检查→装配→试验验收2.热卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收3.冷卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→去应力回火→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收四、汽车、拖拉机零件的热处理1.铸铁活塞环的工艺流程(1)单体铸造→机加工→消除应力退火→半精加工→表面处理→精加工→成品(2)简体铸造→机加工→热定型→内外圆加工→表面处理→精加工→成品2.活塞销的工艺流程棒料→粗车外圆→渗碳→钻内孔→淬火、回火→精加工→成品棒料→退火→冷挤压→渗碳→淬火、回火→精加工→成品热轧管→粗车外圆→渗碳→淬火、回火→精加工→成品冷拔管→下料→渗碳→淬火、回火→精加工→成品3.连杆的工艺流程锻造→调质→酸洗→硬度和表面检验→探伤→校正→精压→机加工→成品4.渗碳钢气门挺杆的工艺流程棒料→热镦→机加工成型→渗碳→淬火、回火→精加工→磷化→成品5.合金铸铁气门挺杆的工艺流程合金铸铁整体铸造(间接端部冷激)→机械加工→淬火、回火→精加工→表面处理→成品合金铸铁整体铸造(端部冷激)→机械加工→消除应力退火→精加工→表面处理→成品钢制杆体→堆焊端部(冷激)→回火→精加工→成品钢制杆体→对焊→热处理→精加工→表面处理→成品6.马氏体型耐热钢排气阀的工艺流程马氏体耐热钢棒料→锻造成型→调质→校直→机加工→尾部淬火→抛光→成品7.半马氏体半奥氏体型耐热钢(Gr13Ni7Si2)排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→热处理→精加工→成品8.奥氏体耐热钢排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→阀面和尾部堆焊耐热合金→热处理→杆部滚压或软氮化→精加工→成品9.半轴调质的工艺流程合金结构钢棒料→锻造成形→正火或退火→机械加工→调质→校直→精加工→成品10.半轴的表面淬火的工艺流程棒料→锻造成形→预先热处理→校直→机械加工→表面淬火→校直→精加工→成品11.柱塞副和喷油嘴偶件的工艺流程热扎退火棒料→自动机加工成型→热处理→精加工→时效→成品12.拖拉机履带板(1)40SiMn2履带板的热处理热轧成形→下料→机加工→热处理→成品(2)ZGMn13履带板的热处理铸造成型→热处理→成品五、金属切削机床零件的热处理1.机床导轨(1)MM7125平面磨床立柱镶钢导轨锻造→正火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→回火→磨(2)M9025工具曲线磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨(3)S788轴承磨床镶钢导轨机加工→消除应力退火→机加工→渗碳→淬火→回火→磨→时效(4)MZ208轴承磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→冰冷处理→回火→磨→时效2.机床主轴(1)CA6104车窗主轴(45钢)下料→粗加工→正火→机加工→高频淬火→回火→磨(2)T68、T611镗床的镗杆及MGB132磨床的主轴(35CrMoAlA钢)下料→粗车→调质→精车→消除应力处理→粗磨→渗氮→粗磨(3)SGC630精密丝杠车床主轴(12CrNi3A)锻造→正火→机加工→渗碳→正火→校直→消除应力→机加工→头部淬火→颈部淬火→回火→磨→时效(4)X62W万能升降台铣床主轴(球墨铸铁QT60-2)铸造→机加工→淬火→回火(5)M1040无心磨床主轴(球墨铸铁QT60-2)铸造→机加工→正火→机加工3.丝杠(1)7级或7级精度一下的一般丝杠(45钢)下料→正火或调质→校直→消除应力处理→机加工(2)6级或6级以上精密不淬硬丝杠(T10或T12钢)球化退火→机加工→消除应力处理→机加工→时效→精加工(3)中大型精密淬硬丝杠(CrWMn)锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→消除应力→机加工→淬火、回火→冰冷处理→回火→探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工(4)中小型精密淬硬丝杠(9Mn2V)锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→淬硬淬火→回火→冰冷处理→回火、探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工(5)滚珠丝杠(GCr15,GCr15SiMn)4.弹簧卡头(1)卧式多轴自动车床夹料卡头(9SiCr)锻造→退火→机加工→淬火→回火→机加工→磨开口→胀大定型(2)卧式多轴自动车床送料卡头(T8A钢)锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨(3)仪表机床小型专用卡头(60Si2)退火→机加工→淬火→回火→磨(4)磨阀辨机床专用卡头(65Mn)锻造→正火→高温→回火→机加工→淬火→回火→机加工5.摩擦片(1)X62W万能升降台铣床摩擦片(A3)机加工→渗碳→淬火→回火→机加工→回火(2)DLMO电磁离合器摩擦片(65Mn)冲片→淬火→回火→磨(3)电磁离合器摩擦片(6SiMnV)锻造→退火→切片→淬火→回火→磨6.FW250万能分度头主轴(45)锻造→正火→机加工→淬火→回火→机加工7.万能分度头蜗杆(20Cr)正火→机加工→渗碳→机加工→淬火→回火→机加工8.三爪卡盘卡爪(45)正火→机加工→淬火→回火→高频淬火→回火→法蓝→磨加工9.三爪卡盘丝(45)锻造→正火→机加工→淬火→回火→法蓝→磨六、活塞1.20CrMnMo钢制活塞的热处理锻造→正火→检验→机加工→渗碳→检验→正火→淬火→清洗→回火→检验→喷砂→磨削2.钒钢活塞的热处理下料→锻造→检验→预先淬火→球化退火→检验→机加工→淬火→回火→检验→磨削七、凿岩机钎尾锻造→退火→检验→渗碳→检验→淬火→回火→清洗→检验→磨削。
锻件的热处理

锻件的热处理1.热处理常用设备及其使用热处理加热的专用设备称为热处理炉,根据热处理方法的不同,所用的加热炉也不同,常用的有箱式电阻炉等。
箱式电阻炉如图所示。
按工作温度可分为高温、中温及低温炉三种,其中以中温箱式电阻炉应用最广,其最高工作温度为950℃,可用于碳素钢、合金钢的退火、正火、淬火。
操作电阻炉时应注意炉衬严禁掩击,进料时不得随意乱抛,不要触碰电阻丝,以免引起短路。
电阻炉本体及温度控制系统应经常保持清洁,勤检查,防止烧毁电热元件。
炉内的氧化铁屑必须经常清除干净,以防粘在电热元件上发生短路。
Array 2.锻件的热处理工艺及其基本操作热处理是指将钢在固态下加热、保温、冷却,以改变钢的内部组织结构,从而获得所需性能的一种工艺。
锻件在热处理时,要根据零件的形状、大小、材料及其成分和性能要求,采用不同的热处理方法,如退火、正火、淬火、回火及表面热处理等。
1.退火将锻件或加热到某个温度(碳钢为740〜880℃),保温一定时间,随后缓慢冷却(一般随炉冷却约100℃/h)的处理工艺称为退火。
退火的主要目的是降低硬度,消除内应力,改善组织和性能,为后续的机械加工和热处理做好准备。
2.正火将钢加热到某个温度,(碳钢为760〜920℃),保温一定时间,随后从炉中取出,在静止空气中冷却的处理工艺称为正火。
锻件正火的目的与退火基本相似,但正火的冷却速度比退火稍快,故能得到较细密的组织,机械性能较退火好。
正火后的钢硬度比退火高,对于低碳钢的工件更具存良好的切削加工性能(实践表明,硬度在HB170〜HB230范围内的钢锻件,切削加工性能较好,硬度过高或过低,切削加工性能均会下降)。
而对于中碳合金钢和高碳钢的工件,则因正火后硬度偏高,切削加工性能较差,以采用退火为宜。
正火难以消除内应力,为防止工件的裂纹和变形,对大件和形状复杂件仍多采用退火处理。
从经济方面考虑,正火比退火的生产周期缩短,设备利用率提高,节约能源,降低成本,操作简便,所以在可能条件下,应尽量以正火代替退火。
锻件的热处理

(一)钢的普通热处理
• • “四把火”(退火、正火、淬火、回火)的工艺过程; “四把火”对零件加工和使用的影响和作用。
1、退火 • 退火是将钢加热至临界点Ac1以上或以下温度,保温 以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。 其主要目的是均匀钢的化学成分及组织,细化晶粒,调整 硬度,消除内应力和加工硬化,改善钢的成形及切削加工 性能,并为淬火做好组织准备。 • 根据加热温度可分为临界温度(Ac1或Ac3)以上或 以下的退火。 • 前者又称相变重结晶退火,包括完全退火、扩散退火、不 完全退火和球化退火。后者包括再结晶退火及去应力退火。 • 按照冷却方式可分为等温退火和连续冷却退火。
(6)去应力退火 • 去应力退火:为消除铸造、锻造、焊接和机加工、冷变形等冷热 加工在工件中造成的残留内应力而进行的低温退火,称为去应力退火。 去应力退火是将钢件加热至低于Ac1的某一温度(一般为500 ℃~650 ℃),保温后随炉冷却, 这种处理可以消除约50%~80%的内应力, 不 引起组织变化。
(3)淬火的方法 • 选择适当的淬火方法同选用淬火介质一样,可以保证在获得所要求 的淬火组织和性能条件下,尽量减小淬火应力,减小工件变形和开裂 倾向。 • ①单介质淬火法 • 它是将奥氏体状态的工件放入一种淬火介质中一直冷却到室温的 淬火方法。 • ②双介质淬火法 • 它是先将奥氏体状态的工件在冷却能力强的淬火介质中冷却至 接近Ms点温度时,再立即转入冷却能力较弱的淬火介质中冷却,直 至完成马氏体转变。一般用水作为快冷淬火介质,用油作为慢冷淬火 介质。有时也可以采用水淬、空冷的方法。
•
从热处理工艺性能考虑,对于形状复杂要求变形很小的工件,如 果钢的淬透性较高,例如合金钢工件,可以在较缓慢的冷却介质中淬 火,如有些淬透性很高的钢,甚至可以在空气中冷却淬火,因此淬火 变形更小。 • 但是并非所有工件均要求很高的淬透性,例如承受弯曲或扭转的 轴类零件,其外缘承受最大应力,轴心部分应力较小,因此保证一定 淬透层深度就可以了。一些汽车、拖拉机的重负荷齿轮通过表面淬火 或化学热处理,获得一定深度的均匀淬硬层,即可达到表硬心韧的性 能要求,甚至可以采用淬透性低的低淬透性钢制造。焊接用钢采用淬 透性低的低碳钢制造,目的是避免焊缝及热影响区在焊后冷却过程中 得到马氏体组织,从而可以防止焊接构件的变形和开裂。
锻后热处理工艺讨论课

锻后热处理工艺研讨学院:班级:小组成员:指导老师:日期:3013年10月17日目录一、锻件热处理概述: (2)二、锻件热处理的目的和作用 (2)三、中小型锻件热处理 (2)四、大型锻件热处理 (8)五、热处理炉 (10)参考文献: (12)锻后热处理工艺研讨一、锻件热处理概述:锻件在机械加工前后,均须进行热处理。
机械加工前的热处理称为锻件热处理(也称毛坯热处理或第一热处理)。
机械加工后的热处理称为零件热处理(也称最终热处理或第二热处理)。
通常锻件热处理是在锻压车间进行的,有些零件尤其是大型锻件的热处理通常是与锻后冷却结合在一起进行的。
二、锻件热处理的目的和作用1.调整锻件硬度,以利锻件进行切削加工;2.消除锻件内应力,以免在机械加工时变形;3.改善锻件内部组织,细化晶粒,为最终热处理做好组织准备;4.对于不再进行最终热处理的锻件,锻件热处理即为最终热处理,应保证达到规定的力学性能要求。
锻件常用的热处理方法有:退火、正火、调质、淬火、与时效等。
三、中小型锻件热处理中小型锻件根据钢种和工艺要求不同,选择不同的热处理方法。
1.常用优质碳素结构钢锻件热处理工艺如表1。
表1 锻件的如处理种类及应用2.锻件热处理是按一定的热处理规范进行的,根据锻件的钢种,断面尺寸及技术要求等,并参考有关手册和资料等制定。
优质碳素结构钢热处理规范见表2表2 优质碳素结构钢热处理规范四、大型锻件热处理由于大型锻件的断面尺寸大,生产过程复杂其热处理应考虑以下特点:①组织性能很不均匀;②晶粒粗细不均;③存在较大残余应力;④一些锻件容易产生白点缺陷。
因此,大型锻件热处理的任务,除了消除应力,降低硬度之外,主要主要是预防锻件出现白点;其次则是使锻件化学成分均匀化,调整与细化锻件组织。
1.防止白点的热处理对白点敏感的大型锻件进行锻后冷却与热处理时,若能将氢大量扩散出去,同时尽量减小组织应力,就可避免产生白点。
氢在钢中的扩散速度和锻件的温度、组织、尺寸等有关,有关资料表明,锻件在锻后冷却过程中,当温度降至650及360时,氢在钢中的扩散速度很大。
锻造工艺介绍

锻造工艺介绍锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形,以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。
锻造和冲压同属塑性加工性质,统称锻压。
锻造是机械制造中常用的成形方法。
通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。
机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。
锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。
冷锻一般是在室温下加工,热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。
有时还将处于加热状态,但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。
不过这种划分在生产中并不完全统一。
钢的再结晶温度约为460℃,但普遍采用800℃作为划分线,高于800℃的是热锻;在300~800℃之间称为温锻或半热锻。
锻造按成形方法则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成形轧制、辊锻、辗扩等。
坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻,也称开式锻造;其他锻造方法的坯料变形都受到模具的限制,称为闭模式锻造。
成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动,对坯料进行逐点、渐近的加压和成形,故又称为旋转锻造。
锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。
材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。
一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。
棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好,形状和尺寸准确,表面质量好,便于组织批量生产。
只要合理控制加热温度和变形条件,不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。
铸锭仅用于大型锻件。
铸锭是铸态组织,有较大的柱状晶和疏松的中心。
因此必须通过大的塑性变形,将柱状晶破碎为细晶粒,将疏松压实,才能获得优良的金属组织和机械性能。
经压制和烧结成的粉末冶金预制坯,在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。
锻件粉末接近于一般模锻件的密度,具有良好的机械性能,并且精度高,可减少后续的切削加工。
锻件的热处理种类及应用

“蛤蟆皮” 铝合金、铜合金的坯料,在镦粗时表
由于坯料过热,晶粒粗大而引起
表面 面形成“蛤蟆皮”,或者出现类似秸 有粗晶环的铝合金毛坏,在镦粗时也会出现这种现象
皮的粗糙表面,严重时还要开裂
魏氏 α 相或 (α+β)钛合金坏料过热后,其显微由于加热温度超过了(α+β)钛合金的 β 转变温度而
(普通正火) 钢和过共析钢加热到 Acm+30-50℃, 氏组织或过共析钢的网状 钢和过共析钢的热
保温一定时间后空冷,得到珠光体型碳化物,减小应力,改善切
处理
组织的热处理
削加工性能
二段正火 按普通正火加热保温后,先把工件快 减少变形和消除非正常组 用于形状复杂或断
冷到 Ar1 以下 550℃左右,然后再放入
白点在合金结构钢中常见,在普通碳
钢中也有发现
缩孔残余 在锻件低倍检查时,出现不规则的皱 由于钢锭冒口部分产生的集中缩孔未切除干净,开坯
折状缝隙,形似裂纹,呈现深褐色或
和轧制时残留在钢坯内部而产生的
灰白色;高倍检查缩孔残余附近有大
量非金属夹杂物,质脆易剥落
铝合金挤压 经热处理后供应的铝合金挤压棒材, 主要是由于铝合金中 Mn、Cr 等元素以及挤压时金属
热处理工艺
将时效强化合金或不锈钢、耐热钢加 改善锻态时的强化相不均匀分 用于不锈钢、耐
热到一定高温(不锈钢、耐热钢为 布,降低硬度、提高塑性、抗 热钢和时效强化
1000-1150℃)使强化相全部或大部 蚀性及导电性或为以后的时效
合金
分溶入固溶体,并调整晶粒尺寸,然
处理进行准备
后以较快速度(水、空气等)冷却
棒材上的粗 在其横断面外层环形内出现粗大晶 与挤压筒壁之间的摩擦,使棒材表面层变形剧烈所致
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调 质
中碳钢或中碳低合金钢的调质处理:淬火+高温回 火。 调质处理主要用于各种重要的结构零件,特别是在 交变载荷下工作的连杆、连接螺栓、齿轮及曲轴等。
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中小型锻件常用热处理工艺介绍
主讲教师:张宠元
包头职业技术学院
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目
1 1 2 3 退 火 正 火
录
淬火、回火、调质、淬火+时效
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一、退火
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淬火+时效 时效处理是把过饱和固溶体或经冷加工变形后的合金 置于室温或加热至某一温度,保温一段时间,使先前 溶解于基体内的物质,均匀弥散地析出。时效处理的 目的是提高合金的强度和硬度。
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淬火+时效 高温合金和能够通过热处理强化的铝合金、镁合金, 在锻后常采用淬火时效处理。 淬火是把合金加热到适当温度,经过充分保温,使合 金中某些组织生成物溶解到基体中去形成均匀的固溶 体,然后迅速冷却,成为过饱和固溶体。其目的是改 善合金的塑性和韧性,并为进一步时效处理作好组织 准备。
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二、正火
概 念 正火是将亚共析钢加热到 Ac3+(30 ~ 50) ℃、 过共析钢加热到Accm+(30~50)℃,保温一定时间 后在空气中冷却的热处理工艺方法。
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目的
作为普通结构钢锻件最终热处理,可细化晶粒、提 高力学性能。 低中碳结构钢的预热处理,获得合适的硬度,有利 于切削加工。 可以抑制或消除过共析钢网状二次渗碳体的形成。
概 念
退火是将钢加热到一定的温度,保温一定的 时间后缓慢冷却下来的热处理工艺方法。
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目的: 降低硬度,改善切削加工性。 细化晶粒,改善力学性能。 消除内应力,防止锻件变形或开裂,稳定工件尺寸, 减少淬火时变形或开裂的倾向。 提高塑性,便于冷加工。 分类: 完全退火(通常称退火)、球化退火(不完全退火)。
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职业教育材料成型与控制技术省能源; 正火后锻件硬度较高,为了降低硬度还应进行高 温回火。 应 用
低碳钢多采用正火而不采用退火。
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三、淬火、回火、调质、淬火+时效
淬火