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机械工业对金属材料低温处理过程

时间:2021-05-06     作者:山东万汇数控机床有限公司【原创】

低温处理是零度以下的过程,该过程在淬火后立即进行,并通过连续回火进行。超冷处理极大地提高了工件的耐磨强度,并为稳定模具尺寸带来了突破性的好处。

 低温处理.jpg

随着机械工业的不断发展和创新,对金属材料的精度要求越来越高。如何提高金属工件的机械性能和使用寿命是制造业要突破的技术。经过热处理后,钢的硬度和力学性能得到了很大的提高,但是经过热处理后,仍然遇到以下问题:

  1. 残余奥氏体。该比例约为10%-20%。由于奥氏体非常不稳定,因此在受到外力或环境温度变化时很容易转变成马氏体,这将导致材料的不规则膨胀并降低工件的尺寸精度。

  2. 该组织具有粗大的晶粒,并且材料碳化物是固溶体并且是过饱和的。

  3. 残余内应力。热处理后的残余内应力会降低材料的疲劳强度和其他机械性能,并在应力释放过程中容易导致工件变形。

并通过应用低温和超低温处理技术将得到改善。

什么是低温处理?


低温处理是通过使用低温来增强和增强金属材料的机械性能的金属处理。将工件放置在低于-190°C的温度下可以改善诸如耐磨性和稳定性的性能。

低温处理是一种热处理后的过程,其在-100°C的温度下进行处理,因此几乎所有残留的软奥氏体都转化为高强度马氏体,并可以减少表面疏松度和表面粗糙度。当该过程完成时,不仅表面会几乎增加整个金属的强度,耐磨性,韧性和其他性能指标,因此经过多次翻新后,模具和工具仍将具有高耐磨性和高强度,寿命将会加倍。增加。翻新后,未经低温处理的剪刀产品的使用寿命将大大缩短。低温处理不仅适用于刀剪产品,还可以用于制造刀剪产品的模具,

低温处理技术原理

  1. 消除残余奥氏体:
         
    通常,淬火和回火后的残余奥氏体约为8-20%。随着时间的推移,残余奥氏体将进一步成为马氏体。在马氏体相变过程中,会引起体积膨胀,这会影响尺寸精度,并使晶格内部的应力增加严重影响金属的性能。低温处理通常可以将残余奥氏体减少到2%以下,并消除残余奥氏体的影响。如果残留奥氏体更多,则强度会降低。在循环应力的作用下,它容易疲劳并脱落,使附近的碳化物颗粒悬浮在空气中,并随基体迅速脱落而产生剥落坑,形成相对粗糙的表面。

  2. 填充内部间隙以增加金属表面积,即耐磨表面:
         
    低温处理可使马氏体填充内部空隙,使金属表面致密,增加耐磨面积,减小晶体,增加淬火深度层,增加翻新次数,增加稳定性,并延长材料和物体的寿命。

  3. 碳化物颗粒的沉淀:
         
    深冷处理不仅减少了残留的马氏体,而且使碳化物颗粒沉淀。马氏体在低温过程中的收缩迫使晶格还原并驱动碳原子的沉淀。而且,由于在低温下碳原子的扩散困难,所形成的碳化物的尺寸达到纳米级并附着在马氏体双相带上,从而增加了硬度和韧性。低温处理可以将大多数残余奥氏体转变成马氏体,并在马氏体中沉淀碳化物颗粒,同时伴随着基体结构的细化。

  4. 减少残余应力

  5. 使金属基质更稳定

  6. 增加金属材料的强度和韧性

  7. 使金属硬度提高约HRC12

  8. 泛红

低温处理:低温处理分为三个阶段:冷却,保温和加热。

  1. 冷却阶段
         
    缓慢冷却的目的是消除残余应力。因为在淬火和回火过程中,金属基体中会产生残余应力。在残余奥氏体转变为马氏体的过程中,体积膨胀也会增加残余应力。只有通过缓慢冷却,才能抵消残余应力的增加。并消除残余应力。基质中的残余应力通常被忽略,但是基质中的残余应力会导致诸如刀和剪刀产品的裂纹之类的缺陷。快速冷却会增加残余应力。

  2. 保温阶段保温
         
    的目的是使基体内的所有残余奥氏体尽可能地转变成马氏体,并产生尽可能多的碳化物颗粒,因为残余奥氏体到马氏体的过程是一个缓慢的过程,而且长度保温时间的长短会影响残余奥氏体。深冷后的强度变化量和寿命主要取决于保持时间的长短。通常,保持2到4个小时的性能已得到改善,但是,如果它是高质量的产品,则需要使用24个小时。保持时间超过几个小时,寿命的提高倍数直接与使用寿命相关。保持时间的长度。

  3. 加热阶段
         
    缓慢加热过程的主要目的是防止残余应力的产生。

低温处理的最佳时间

通常认为,深冷处理应在淬火工件的两个小时内达到最佳效果,因为残余奥氏体会随着时间的推移逐渐转变为马氏体,而转变后的马氏体将凝固,从而降低了碳化物沉淀的能力。

影响低温效果的因素:

  • 相同的低温处理过程因材料不同而具有不同的效果

  • 相同的低温处理工艺因工件形状不同而具有不同的效果

  • 温度越低效果越好

  • 时间越长,效果越好

  • 经过低温处理,提高了材料的耐腐蚀性

低温处理技术的应用:

低温处理可以提高工具和模具的耐磨性,并且低温处理过程适用于数控机床行业,数控车床行业,立式加工中心模具,锯床锯条,刀具,剪刀和量具。许多专业的低温处理厂使用现成的工艺对客户进行低温处理,以提高其产品质量。

文章作者:山东万汇数控机床有限公司  www.sdwhjc.com

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