模具材料与热处理.ppt

模具钢及其热处理马鹏飞江苏大学机电培训学院2010年7月2日
7/22/2017
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江苏大学机电培训学院
第一章钢的热处理
第一节概述
第二节退火与正火
第三节钢的淬火
第四节钢的回火
第五节钢的表面淬火与化学热处理
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第一节概述
:是将金属在固态下加热、保温和冷却,使其
内部的组织结构发生变化,以获得所需性能的工艺方法。
:热处理是机械制造工艺中一个不可缺
少的组成部分。它是充分发挥金属材料潜力,改善零件加
工工艺性能,提高材料的使用性能,延长零件使用寿命的
有效手段。
:
包括加热、保温、冷却三个
阶段,右图为热处理工艺曲
线。
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热处理
普通热处理
表面热处理
特殊热处理
退火
正火
淬火
回火
表面淬火
化学热处理
火焰加热
感应加热(高、中、低频)
渗碳
氮化
碳氧共渗
其他
形变
真空
其他
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第二节退火和正火
退火和正火主要是消除前一道工序(如铸造、锻造、轧制、焊接等)所带来的各种组织和
性能上的缺陷,并为后一道工序(如切削加工、热处理)做组织准备,故也称为预备热处理。
一、退火:将钢加热到一定温度,保温一定时间,随后缓慢冷却(一般采用随炉冷却的
方法)至室温,以获得接近于平衡状态组织的热处理工艺方法。
(一)退火的目的
,提高钢的塑性和韧性,以利于切削加工和冷变形加工。
,均匀组织和成分,改善钢的性能,为以后的热处理做组织准备。
,防止变形和开裂。
(二)常用的退火方法
按照钢的成分和处理目的的不同,常用的退火方法可分为:完全退火、球化退火和去应
力退火等。
:是将工件加热至完全奥氏体化,随后缓慢冷却,获得接近于平衡状态组织
的退火工艺。主要用于共析钢的铸件、锻件、热轧型材和焊接件等。亚共析钢完全退火后
的组织为铁素体加珠光体。过共析钢在缓慢冷却时,钢中会析出网状渗碳体,使钢的力学
性能和切削加工性能变坏,故不宜采用完全退火。
:使钢中碳化物球化而进行的退火称为球化退火。球化退火组织是呈球状小
颗粒的碳化物(或渗碳体)均匀地分布在铁素体基体中。可以降低硬度,改善工件的切削加
工性,减少淬火时变形和开裂的倾向,淬火回火后能获得细针马氏体加粒状渗碳体,提高
工件力学性能。因此,工具钢、轴承钢等锻轧后必须进行球化退火。
球化退火的加热温度只略高于Ac1以上20℃~30℃,例如T8~T13钢为750℃~770℃,
保温足够时间后缓慢冷却至500℃以下出炉空冷。
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:为了消除工件因塑性变形加工、焊接、铸造等工艺造成的残余应力而进行
的退火称为去应力退火。去应力退火的工艺是:将钢加热到略低于A1的温度(一般为500~
600℃),经保温后缓慢冷却即可。在去应力退火中。钢的组织不发生变化,只是消除内应力。
:均匀化退火也叫扩散退火。目的是为了消除晶内的偏析,使成分均匀。
均匀化退火的实质是使合金元素的原子充分扩散,所以均匀化退火的工艺特点足温度高、时间
长。如高合金铸件的退火温度可达1100~1250℃,而保温时间可达10~15h。
二、正火:m以上,进行完全奥氏体化后,然后在空气中冷却,以
获得接近于平衡状态组织的热处理工艺方法。从实质上讲,正火是退火的一个特例。两者只是
转变的过冷度不同,正火的冷却速度快。
正火只适用于碳素钢及低、中合金钢,而不适用于高合金钢。
正火的目的:
,消除热加工中造成的缺陷,使组织正常化。
,可以提高硬度,改善切削加工性能。
,代替调质处理,为高频淬火做组织准备,以减少调质淬火时造成的变形,并且大大降低成本。
,可消除网状渗碳体,便于球化退火。
,可作为最终热处理。
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三、退火与正火的选择
:一般认为,硬度在170~230HB范围内的钢材,其切削
加工性最好。作为预备热处理,低碳钢正火优于退火,而高碳钢正火后硬度过高,
必须采用退火。
:对于亚析钢制的零件,正火处理比退火具有较好的力学
性能。如果零件性能要求不高,可用正火作为最终热处理。
:正火比退火的生产周期短,成本低,操作方便,应优先采用
正火。
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