热处理就是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需***结构的工艺。
所以热处理的过程就是按加热→保温→冷却这三阶段进行,这三个阶段可用冷却曲线来表示。
不管是那种热处理,都是分这三个阶段,不同的是加热温度、保温时间和冷却速度不同。
淬火时,常用的冷却介质是盐水,水和油。盐水淬火的工件,容易得到高的硬度和光洁的表面,不容易产生淬不硬的软点,但却易使工件变形严重,甚至发生开裂。产生在大型非淬透性件中的横断和纵劈,是由以热应力为主要成份的残余拉应力作用在淬火件中心,而在淬火件末淬硬的截面中心处,首先形成裂纹并由内往外扩展而造成的。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
模具钢淬火冷却过程是在两种冷却介质(常用的是水和油)中配合完成的。使冷却过程较为理想,既在珠光体转变区域快速冷却,在马氏体转变区域缓慢冷却。
具体做法是,将加热到奥氏体温度的模具钢或零件,先淬入高温区快冷的一种介质中(通常是水或盐水溶液),以***过冷奥氏体的珠光体转变,当冷却到100℃左右时,迅速取出转入低温区缓冷的第二种介质中(通常为油)。由于马氏体转变在较缓和的冷却条件下进行,可有效地缓解或防止变形和开裂,俗称水淬油冷。实践证明,任何工件在热处理过程中,只要有相变,热应力和***应力都会发生。
从模具的使用寿命来看,满足硬度的要求只是达到模具技术要求的一个方面,它还有些性能要求是不好测量的,如强度韧性等等。模具质量的好坏并不能完全用硬度指标来进行认定,它不可能用硬度测量方法终来检验出模具的使用寿命,热处理作为特殊工序(即特殊过程),它只能通过工艺验证,性能实验,确认合理的工艺参数,并严格实施经确认的工艺参数(工序过程控制)来保证产品质量的可靠性和稳定性。大量数据表明,真空热处理加工的冷冲模具变形较小、很少发生线切割开裂、磨裂的现象。对于退火难以软化的某些合金钢,在淬火(或正火)后常采用高温回火,使钢中碳化物适当聚集,将硬度降低,以利切削加工。钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3或Ac1以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下进行马氏体转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体***,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。一般过热:加热温度过高或在高温下保温时间过长,引起奥氏体晶粒粗化称为过热。
淬火能使钢强化的根本原因是相变,即奥氏体***通过相变而成为马氏体***。
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