正火是滲碳鋼鍛件預先熱處理的主要手段。其目的是消除或改善坯料制備時所造成的各種組織缺陷,獲得最利于切削加工的組織和硬度,改善組織中相的形態(tài)和分布,細化晶粒,為最終熱處理做好組織準備。vSJ熱處理技術網 — 熱處理行業(yè)的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
1.鋼的正火組織、硬度與切削加工性能vSJ熱處理技術網 — 熱處理行業(yè)的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
材料的切削加工性是指對某種材料進行切削加工的難易程度。鋼件的切削性能,主要取決于其力學性能和顯微組織,而力學性能又受顯微組織的影響。被加工鋼件的硬度、強度越高,刀刃插入和劈開表面層的阻力越大,切削熱越高,刀具磨損也就越快;鋼件的硬度、強度過低時,塑性往往增大,切削時不易斷屑,而且鋼件容易與刀刃粘結,刀具容易發(fā)生冷焊磨損,使刀具的使用壽命降低,而且容易產生積屑瘤使加工表面質量惡化,增加鋼件表面粗糙度。在相近的力學性能下,鋼料的顯微組織對切削加工性能有明顯的影響。面心立方晶格的奧氏體與體心立方晶格的鐵素體相比,因其形變硬化指數高、導熱系數小、原子間結合力強等,使切削加工性能降低。貝氏體尤其是粒狀貝氏體,因含有難加工的島狀馬氏體和殘留奧氏體,比珠光體切削加工性能差。在鐵素體加珠光體的顯微組織中,粒狀珠光體因比片狀珠光體的塑性高而使切削加工性降低。鋼的顯微組織中有硬質相或組織,如碳化物、氮化物、硼化物或馬氏體等,對刀刃有機械磨損作用,它們的硬度越高、數量越多、尺寸越大、外形呈尖角、分布不均勻,損傷刀具越嚴重。嚴重的帶狀組織和混晶組織也會使鋼料的切削加工性能惡化。vSJ熱處理技術網 — 熱處理行業(yè)的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
因此,為了提高鋼料的切削加工性能,應使其既軟(低硬度、低強度)又脆(低塑性),并需要相應的顯微組織與之配合。對于合金滲碳鋼,硬度一般以170~180HBS為宜,但隨著含碳量降低,硬度應適當提高。其顯微組織應為:由較粗晶粒(3~5級)的奧氏體形成的先共析鐵素體加細片狀珠光體(滲碳體片薄易破裂)為宜,而且先共析鐵素體大小和珠光體層間距離應基本相同。此外,當先共析鐵素體呈網狀或斷續(xù)網狀時,鋼料的拉削和切齒加工性能更好,然而要獲得這樣的硬度和顯微組織,鋼件不經過正確的預先熱處理是不行的。vSJ熱處理技術網 — 熱處理行業(yè)的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
2.鋼的正火組織、硬度與滲碳淬火的變形vSJ熱處理技術網 — 熱處理行業(yè)的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
齒輪的設計結構尺寸、材料、鍛造、預處理、機加工及熱處理顯微組織與應力分布所導致的變形都會影響成品齒輪的精度,明顯的變形量產生于滲碳淬火冷卻過程中。由于變形引起的齒輪幾何形狀的變化,實質上是產生噪聲和局部應力集中的根源,這使其使用壽命降低。而且對于大多數汽車滲碳鋼件,滲碳淬火后一般不進行磨削加工,其滲碳淬火后的變形直接影響到裝配總成的最終質量,因此滲碳零件熱處理時的變形必須嚴格控制。影響滲碳鋼件變形的因素很多,主要有如下幾個方面:零件形狀;材料(鋼種、淬透性等);鍛造;毛坯熱處理;機械加工;滲碳淬火規(guī)范。對于大量生產的汽車零件,在影響滲碳鋼件變形的諸多因素中,人們的注意力往往集中在滲碳淬火方面,而最易忽視的是鍛坯的預先熱處理———正火。在實際生產中常常出現的零件滲碳淬火后變形過大現象,往往是由于預先熱處理不當引起的。變形的表現形式是多樣的,但就其產生根源,可分為內應力(熱應力和組織應力)造成的應力塑性變形和比體積變化引起的體積變形(即體積容變形)。由于滲碳淬火前后鋼件的顯微組織不同,而不同的顯微組織的比體積是不同的,因而鋼件滲碳淬火后的體積必然與滲碳淬火前不同。不同的體積變化,對于厚薄不均的零件又會引起形狀變化。但是只要掌握其尺寸變化規(guī)律,通過控制切削加工前留好的預變形量,就可以使零件滲碳淬火后少量變形甚至不變形。vSJ熱處理技術網 — 熱處理行業(yè)的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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