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軸承熱處理知識:退火介紹

來源:龍道軸承 發布時間:2019-04-19熱度: ℃
退火介紹 (1)鋼的退火與正火 1、退火: 退火和正火是秋香中应用很广泛的预备热处理工艺,主要用于改善材料的切削加工性能。对于一些受力不大、性能要求不高的机器零件,也可...


退火介紹
(1)鋼的退火與正火
1、退火:
退火和正火是生産中應用很廣泛的預備熱處理工藝,主要用于改善材料的切削加工性能。對于一些受力不大、性能要求不高的機器零件,也可以做爲最終熱處理。
等溫退火將奧氏體化後的鋼快冷至珠光體形成溫度等溫保溫,使過冷奧氏體轉變爲珠光體,空冷至室溫。
球化退火 将过共析碳钢加热到Ac1以上20~30℃,保温2~4h,使片状渗碳体发生不完全溶解断开成细小的链状或点状,弥散分布在奥氏体基体上,在随后的缓冷过程中,或以原有的细小的渗碳体质点为核心,或在奥氏体中富碳区域产生新的核心,形成均匀的颗粒状渗碳体
   均匀化退火(扩散退火) 将工件加热到1100℃左右,保温10~15h,随炉缓冷到350℃,再出炉空冷。工件经均匀化退火后,奥氏体晶粒十分粗大,必须进行一次完全退火或正火来细化晶粒,消除过热缺陷.
   去应力退火 将工件随炉缓慢加热到500~650℃,保温,随炉缓慢冷却至200℃出炉空冷。主要用于消除加工应力。
再结晶退火 将材料加热至再结晶温度以上,保温后缓慢冷却的工艺方法。
    完全退火用于亚共析碳钢和合金钢的铸、锻件;等温退火用于奥氏体比较稳定的合金钢;球化退火用于共析钢、过共析钢和合金工具钢;均匀化退火用于高质量要求的优质高合金钢的铸锭和成分偏析严重的合金钢铸件;去应力退火用于铸件、锻件、焊接件、冷冲压件及机加工件;再结晶退火主要用于去除加工硬化。
2、正火:
   将亚共析碳钢加热到Ac3以上30~50℃,过共析碳钢加热到Accm以上30~50℃,保温,空气中冷却的方法称为正火。适用于碳素钢及中、低合金钢,因为高合金钢的奥氏体非常稳定,即使在空气中冷却也会获得马氏体组织。对于低碳钢、低碳低合金钢,细化晶粒,提高硬度(140~190HBS),改善切削加工性能;对于过共析钢,消除二次网状渗碳体,有利于球化退火的进行。
(2)殘留應力退火
一般機械製品於加工面總是免不了會有殘留應力的存在,若製品未經適當應力退火處理,在不當的暴露於熱源〈例如陽光、熱引擎等〉下,會產生變形的現象,另外由殘餘應力經常識高度集中在某一局部區域,例如表面,焊接區等,因此會局部降低製品的機械強度。為避免這些問題,我們必須採用殘餘應力退火處理。
此處理是將製品緩慢而均勻的加熱至一低於向變化點之溫度,然後至於此溫度一段時間,在緩慢而均勻的逐步冷卻下來,在此過程中最重要的是必須保持製品個區域之冷卻速度相同,否則冷卻後,由於各區冷卻速率的差異,會再度造成殘餘應力的出現。此點對複雜形狀之製品尤其嚴重。
由於一應力退火乃是利用原子在高溫有微小潛變的現象,來重組原子位置以消除應力的存在。因此材料支應力退火溫度隨著材料之高溫潛變能力不同而有所變化。一般對耐潛變之材料。例如低合金鋼平常所用之退火溫度為595~675℃,但高鉻合金鋼則在900~1065℃。我們可視情況需要,利用較低的溫度與較長的時間,達到與短時間,高溫度下處理相同效果支應力消除。
去應力退火處理
去應力退火熱處理主要的目的,在於清除因鍛造、鑄造、機械加工或焊接所產生的殘留應力,這種殘存應力常導致工件強度降低、經久變形,並對材料韌性、延展性有不良影響,因此弛力退火熱處理對於尺寸經度要求嚴格的工件、有安全顧慮的機械構件事非常重要的。帶座外球面軸承此類軸承在設計上也具有一定調心性,易于安裝,具有雙重結構的密封裝置,可以在惡劣的環境下工作。軸承座一般是采用鑄造成型。弛力退火的熱處理程序係將工件加熱到A1點以下的適當溫度,保持一段時間(不需像軟化退火熱處理那麼久)後,徐緩冷卻至室溫。特別需要注意的是,加熱時的速度要緩慢,尤其是大型物件或形狀複雜的工件更要特別注意,否則弛力退火的成效會大打折扣。
鋼的正火
將鋼加熱到臨界點(AC3、ACcm)以上,進行完全奧氏仜化,然後在空氣中冷卻,這種熱處理工藝,稱爲正火。
(一)正火工藝
正火的加熱溫度正化學成份AC3以上50100℃;過共析鋼的加熱溫度ACcm以上3050℃。保溫時間主要取決于工件有效厚度和加熱爐的型式,如在箱式爐中加熱時,可以每毫米有效厚度保溫一分鍾計算。保溫後的冷卻,一般可在空氣中冷卻,但一些大型工件或在氣溫較高的夏天,有時也采用吹風或噴霧冷卻。
(二)正火後組織與性能
正火實質上是退火的一個特例。兩者不同之處,主要在于冷卻速度較快,過冷度較快,因而發生了僞共析轉變,使組織中珠光量增多,且珠光柋的片層間距變小。應該指出,某些高合金鋼空冷後,能獲得貝氏體或馬氏體組織,這是由于高合金鋼的過冷奧氏體非常穩定,C曲線。
由于正火後的組織上的特點,故正火後的強度、硬度、韌性都比退火後的高,且塑性也並不降低。带座外球面軸承是将滚动轴承与轴承座结合在一起的一种轴承单元。大部分外球面軸承都是将外径做成球面,与带有球状内孔的进口轴承座安装在一起,结构形式多样,通用性和互换性好。
正火的應用
正火與退火相比,鋼的機械性能高,提價簡便,生産周期短,能耗少,故在可能條件下,應優先考慮采用正火處理。目前的應用如下:
1.作爲普通結構零件的最終熱處理
2.改善低碳鋼和低碳合金鋼的切削加工性
3.作爲中碳結構鋼制作的較重要零件的預先熱處理。
4.消除過共析鋼中風狀二次滲碳體,爲球化退火作好組織准備
5.对一些大型的或形状较复杂的零件,淬火可能有开裂的危险进,正火也往往代替淬火、回火处理,而作为这类零件的最终热处理。 很*右。此时己不能称其为正火,而称为空淬有关。为了增加低碳钢的硬度,可适当提高正火温度。
 
鋼之退火處理
 
退火處理一般是指將鋼升溫至某一溫度,浸置一段時間後,再以一特定速率冷卻下來之處理。主要目的是軟化鋼材。有時亦用以改變其他性質或顯微結構。常見的退火處理有下列幾種
 1.      退火温度:
在很多之应用退火处理中,我们只注名所需之退火温度,然后让其在炉中冷却即可。带座外球面軸承此类轴承在设计上也具有一定调心性,易于安装,具有双重结构的密封装置,可以在恶劣的环境下工作。轴承座一般是采用铸造成型。在进行退火处理时,最容易造成失败的原因是未能维持炉中温度之均匀性。越大之炉子越有此种问题。
 2.      製程退火:
由於材料经过相等程度冷加工后,会有加工硬化的现象,以至无法做进一步的加工。因此我们必须於製程中加入一退火步骤来消除此种不利的加工硬化现象。此类退火处理统称為製程退火。由於我们仅是想恢復材料之柔软性,不在乎材料之显微及结构内容,故為降低加工程本,一般多採用前面所提过的次临界退火。最常见之退火温度在约低於Ae  11至22℃之间。至於温度的控制只要能保持在不超过Ae  之范围即可。
3.      切削用退火:
不同之顯微姊購對材料之切削性質有很大不同的影響。例如5160鋼材,若經球化處理則可減少切削刀具之損耗。然而對其他之鋼材,球化結構不一定就有較佳之切削性質。一般我們可是材料之含碳量來訂出最佳之切削用顯微結構。
4.      球化处理
所的球化處理乃是在退火處理後能獲得球狀之碳化物之一種處理。一般可採用以下幾種方法得到。
a.       长时间热浸置於略低於Ae  之温度。
b.      轮番加热及冷却於Ae  温度上下〈最好刚刚高於Ac  及低於Ar  〉。
c.       加热至高於Ac  ,然后慢慢在炉中冷却,或停留Ar  一长时间。
d.      从一温度刚能完全溶解碳化物冷却下来,所有之冷却速率须用不產生碳化物。然后在按a或b法升温回去。
5.      锻件之退火处理:
由於鍛件經常接有冷成型或車型等加工步驟,退火處理一不可避免之熱處理過程。所需之退火過程必須取決於鍛件之材料及後接之製程。切削用之鍛件退火處理──若鍛件材料須有球化組織以便隨後之切削成型,我們可採用熱鍛溫度於奧斯田化溫度之上,然後在鍛後直接將鍛件出送到一具有球化處理溫度之爐內進行球化處理。此法可節省製作之時間與成本。冷成型用之鍛件退火處理──為方便隨後之冷成型加工,我們當然希望鍛件越短越好。故球化處理是最好之處理。在形狀及材料條件允許下,前述之步驟為最可取之處理。在冷成型後,由於冷加工,成品之殘餘應力應被注意到。我們應採取以前所討論過的應力退火處理來消除此種情況。
 
均勻化退火處理
 
均勻化處理(Homogenization),是利用在高溫進行長時間加熱,使內部的化學成分充分擴散,因此又稱為『擴散退火』。加熱溫度會因鋼材種類有所差異,大鋼錠通常在1200℃至1300℃之間進行均勻化處理,高碳鋼在1100℃至1200℃之間,而一般鍛造或軋延之鋼材則在1000℃至1200℃間進行此項熱處理。
 
球化退火處理
 
球化退火主要的目的,是希望藉由热处理使钢铁材料内部的层状或网状碳化物凝聚成為球状,使改善钢材之切削性能及加工塑性,特别是高碳的工具钢更是需要此种退火处理。常见的球化退火處理包括:(1)在钢材A1温度的上方、下方反覆加热、冷却数次,使A1变态所析出的雪明碳铁,继续附著成长在上述球化的碳化物上;(2)加热至钢材A3或Acm温度上方,始碳化物完全固溶於沃斯田体后急冷,再依上述方法进行球化处理。使碳化物球化,尚可增加钢材的淬火后韧性、防止淬裂,亦可改善钢材的淬火回火后机械性质、提高钢材的使用寿命。
 
軟化退火處理
 
软化退火热处理的热处理程序是将工件加热到600℃至650℃范围内(A1温度下方),维持一段时间之后空冷,其主要目的在於使以加工硬化的工件再度软化、回復原先之韧性,以便能再进一步加工。此种热处理方法常在冷加工过程反覆实施,故又称之為製程退火。大部分金属在冷加工后,材料强度、硬度会随著加工量渐增而变大,也因此导致材料延性降低、材质变脆,若需要再进一步加工时,须先经软化退火热处理才能继续加工     

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責任編輯:龍道軸承