零件在最終熱處理前的毛坯組織應(yīng)為碳化物呈顆粒狀并均勻分布,基體組織應(yīng)為球狀或細(xì)片狀珠光體組織,零件進(jìn)行預(yù)備熱處理是消除或減少零件中的殘余應(yīng)力,改善切削加工性,改善組織,并為最后的熱處理作好組織準(zhǔn)備。因此毛坯退火后要獲得要求的組織結(jié)構(gòu),才能滿足零件的工作需要,事實(shí)表明索氏體組織的比容比退火的大,淬火后比容的變化最小。因此選擇合理的預(yù)備熱處理工藝方法,對(duì)于減小零件的變形量是十分必要的控制手段。在零件的材料確定、外形設(shè)計(jì)和工藝加工路線后,一般是按以下程序進(jìn)行零件的熱處理,來控制和減小熱處理過程中變形。
1、對(duì)變形量要求嚴(yán)格的重要零件,在粗加工后和精加工前,應(yīng)在450~600℃進(jìn)行去應(yīng)力退火處理,以徹底消除機(jī)械加工應(yīng)力和附加(外在)應(yīng)力;
2、控制加熱速度,加熱速度應(yīng)緩慢,做到加熱均勻,尤其是大型鍛模、高速鋼以及高合金鋼零件等,另外對(duì)形狀復(fù)雜、厚度不均、變形要求嚴(yán)格的零件等,在加熱時(shí)要預(yù)熱或淬火時(shí)預(yù)冷(如空冷等),以減少熱應(yīng)力的作用,為防下垂應(yīng)采取吊掛、支撐等方式;
3、選擇合理的加熱溫度,從提高零件的耐磨性和綜合性能以及減小變形的目的出發(fā),加熱溫度不宜過高,盡量選擇下限溫度加熱,以獲得需要的奧氏體晶粒度、確保成分的穩(wěn)定,同時(shí)也可減少冷卻時(shí)的熱應(yīng)力作用,另外也可以防止組織粗大而引起的其他缺陷;
4、脹大量與零件的尺寸大小成正比,因此要留有一定的變形加工余量;
5、正確選擇冷卻方法和冷卻介質(zhì),對(duì)低淬透性的材料制作的較大截面的零件,為方便淬硬,在要求尺寸精度的前提下,設(shè)法提高冷卻速度,在120~140℃的硝鹽溶液中冷卻;
6、為防止出現(xiàn)貝氏體組織,考慮到硝鹽的冷卻速度不足,應(yīng)先在冷卻速度快的低溫鹽浴中冷卻,再轉(zhuǎn)入溫度高的硝鹽中等溫處理;
7、為防止回火后的脹大變形,對(duì)硬度在52~60HRC的零件,應(yīng)調(diào)整等溫溫度和時(shí)間,但禁止在240~300℃回火;
8、對(duì)精度要求較高的零件,盡可能采用貝氏體等溫淬火或分級(jí)淬火,但時(shí)間不宜過長,等溫結(jié)束后要緩慢冷卻,如有尺寸收縮,可提高回火溫度進(jìn)行補(bǔ)救;
9、為防止零件等溫淬火后脹大,不能在低溫下長時(shí)間停留,應(yīng)立即進(jìn)行回火處理;
10、對(duì)于硬度在60~64HRC的零件,應(yīng)在130~150℃硝鹽中等溫處理至少40min,或等溫后緩慢冷卻;