淬火钢是指钢件经过热处理后获得马氏体组织,其硬度(大于HRC50) 高,强度也高,几乎没有塑性的一类钢件 。
由于淬火钢具有良好的使用性能,广泛应用于交通行业,风电行业,机床行业,模具行业等领域,典型零部件有齿轮,齿轮轴,轴承,滚珠丝杠,同步器,模具等 。
二、淬火钢的热处理工艺
淬火钢之所以具有良好的使用性能,热处理是不可避免的工序,淬火钢常见的热处理工艺包括退火,淬火,回火 。退火是在在切削加工之前,目的是降低金属材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或压力加工,减少残余应力 。
淬火、回火是一起的,淬火后直接回火,在精加工之前进行,淬火的目的:使钢件获得所需的马氏体组织,提高工件的硬度,强度和耐磨性,为后道热处理作好准备等 。回火的目的主要是:消除钢件在淬火时所产生的应力,使钢件具有高的硬度和耐磨性外,并具有所需要的塑性和韧性等 。
经过热处理之后,工件的硬度一般在HRC45以上,有的甚至达到HRC60以上,不同的工件,工作性质不同,故热处理后的硬度也不同,如汽车变速箱齿轮热处理后的硬度一般在HRC58-63之间,回转支承轴承热处理后的硬度在HRC47-55之间,滚珠丝杠热处理后的硬度一般在HRC60-62之间 。
三、淬火钢的机械加工工艺
淬火钢经过热处理之后需精加工,保证图纸要求尺寸和表面粗糙度,但热处理后的淬火钢件硬度高难加工,部分工件属于断续切削或表面精度要求高,常采用磨削方式来提高工件精度,下面就简单介绍几种淬火钢的机械加工工艺 。
齿轮的加工工艺:下料—锻造—正火—粗车—调质热处理(淬火+高温回火)—精车—齿面磨削加工--检验入库 。
滚珠丝杠的加工工艺:下料—锻造—退火—切削加工—热处理—磨削加工—检验入库 。
汽车半轴的加工工艺:下料—锻造—正火—车削加工—拉花键—热处理—磨削加工 。
从加工工艺来看,以上几种淬火钢件均需要磨削加工来保证图纸要求,齿轮是由于属于断续切削,车刀无法加工;而滚珠丝杠和汽车半轴就属于表面精度高,采用磨削方式来达到表面光洁度 。
四、采用以车代磨工艺切削加工淬火钢
随着切削技术的不断发展,刀具行业依次研制出涂层硬质合金刀具,陶瓷刀具和立方氮化硼刀具,车削代替磨削做为最终加工工序,实现以车代磨工艺 。下面就简单介绍一下这三种刀具的性能 。
涂层硬质合金刀具:是在韧性较好的硬质合金刀具上电镀一层耐磨材料,比未涂层的硬质合金刀具性能硬度高,耐磨性好,但涂层的厚度一般在2~18μm,耐磨层较薄,长时间的加工致使耐磨层磨损,耐磨层磨损完之后的加工性能和未涂层的硬质合金刀具无异;或者遇到断续时涂层硬质合金刀具刃口崩裂,导致磨损加剧,换刀频繁,影响加工效率,增加刀具成本 。
陶瓷刀具:与涂层刀具相比性能较好,但脆性大是众所周知的缺点,不能断续切削和大余量车削,适合精加工硬度HRC45-55之间的淬硬钢件 。
立方氮化硼刀具:由于硬度仅次于金刚石刀具,和金刚石刀具统称为超硬刀具 。除了硬度高之外,耐磨性好,但和陶瓷刀具的缺点一样脆性大是不争的事实 。我国刀具行业通过不断的努力和研究,研制出非金属粘合剂立方氮化硼刀具,解决了立方氮化硼刀具只能用于精加工工序的问题 。
我国针对淬火钢不同工件的不同性能,和涂层硬质合金,陶瓷刀具加工淬硬钢时出现的问题,研制出相对应的刀具材质 。
下面就简单介绍一下我国切削加工淬火钢的刀具材质及切削参数 。
五、总结
随着现代技术的不断发展,越来越多的淬火钢件出现在机械加工车间,机械制造商一直在寻找高效率低成本的车削刀具,这对于刀具行业来说,只有不断研发出高性能高质量的刀具材料或刀具材质,才能占领刀具市场,并进一步推动中国制造业的发展 。
扩展资料:
钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度,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(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)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 。
参考资料:百度百科:淬火
什么是淬火钢,什么是渗碳钢?两者区别淬火钢
钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)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(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺 。
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