理论教育 精密零件的热处理技术优化方案

精密零件的热处理技术优化方案

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:氰化这种方法是对零件表面同时渗入碳和氮的热处理过程。精密零件为了消除内部应力,使形状、尺寸保持稳定,常常需要进行时效处理。自然时效就是在常温下使零件阁置一段较长的时间而产生硬度和尺寸变化;人工时效则是将零件加热并保持在低温条件下进行的时效处理方法。

精密零件的热处理技术优化方案

燃料供给系统精密零件由于工作环境条件恶劣,精度要求高,为了保证零件在贮存、使用过程中的尺寸稳定性、工作表面的耐高温和耐磨性、材料强度以及减小热变形和装配变形等,需要采用各种热处理方法来满足上述要求。

热处理方法有很多种,有氮化、氰化(碳氮共渗)、渗碳、淬火、回火和正火及冰冷处理等。

(1)氮化 对精密零件表面进行氮化处理可以使零件表面的硬度得到很大提高,从而可以提高其耐磨性、耐腐蚀性和疲劳极限。氮化的关键是要在500~600℃的温度下将氮渗入钢中。由于氮向钢的扩散速度很慢,因此氮化处理的时间要比其它热处理方法长。

(2)渗碳 柴油机燃料供给系统的很多零件要求表面具有很高的硬度和耐磨性,心部又有较高的韧性和强度,采用渗碳方法可以达到这个目的。渗碳就是将碳渗入低碳钢表面层的一种热处理工艺过程,它可以使用固体的或气体的渗碳剂。固体渗碳剂一般可采用木炭。渗碳通常在充满CO的密闭容器中进行。渗碳过程的延续时间、温度等参数要根据渗碳层的深度要求、材料特点以及硬度等要求严格控制,零件渗碳后要保持在密封罐中进行气氛保护一定时间,然后放置在制冷器中进行冰冷处理,最后进行回火处理。

渗碳零件一般采用低碳合金钢,这些钢中含有铬、镍等元素,可以提高渗碳层的耐磨性、芯部强度和淬透性,因而比碳素钢有很大的优越性。

为了提高零件的表面质量,目前一般也开始采用真空渗碳方法。(www.daowen.com)

(3)氰化(碳氮共渗)这种方法是对零件表面同时渗入碳和氮的热处理过程。与渗碳层相比,氰化层具有更高的耐磨性,经氰化处理的零件大大降低了对应力集中的敏感程度,具有较高的耐疲劳极限。

(4)淬火 淬火的方法有很多种,对于一般柱塞套、出油阀和出油阀座等零件常用盐浴淬火,即在盐浴炉中使零件温度控制在830~840℃,然后置于30~60℃的油中进行冷却。而对于要求较高的精密偶件,如针阀、针阀体、柱塞和柱塞套等要求在气氛可控的炉子中进行真空淬火,这种热处理方法可以保护零件表面不被氧化,提高零件加工时的表面质量。由于18Cr2Ni4WA、18CrNi8等材料制造的针阀体零件淬透性很深,不仅在油中,而且在空气中也能很好地淬火,对它们在渗碳之后进行深度冰冷处理,使奥氏体转变为马氏体,其表面层硬度可达HRC57~62而无须淬火。

(5)冷处理 为了使淬火时没有转变为马氏体的部分奥氏体完全分解,必须在淬火后直接进行冷处理,否则奥氏体会在冷却的间隔时间中变得稳定,使其转变为马氏体的过程变得困难。淬火钢经冷处理可以提高零件的硬度和质量。

(6)回火 为了部分或完全消除内应力,降低硬度、提高韧性,一般精密零件需要进行2~3次回火,使处于应力不稳定状态的零件材料,回火后趋于稳定状态,即马氏体和残余奥氏体趋向转变为纯铁体+渗碳体的混合体。由于奥氏体和马氏体的组织体积不同(奥氏体小,马氏体大),回火时体积尺寸会发生变化,这一点是必须加以考虑的。

(7)时效处理 材料的性能会随着时间的推移而发生改变,这个过程称为时效。精密零件为了消除内部应力,使形状、尺寸保持稳定,常常需要进行时效处理。时效处理分为自然时效和人工时效。自然时效就是在常温下使零件阁置一段较长的时间而产生硬度和尺寸变化;人工时效则是将零件加热并保持在低温条件下进行的时效处理方法。人工时效的速度快,效果也较好,所以在实际加工中经常被采用。

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