哈工大热处理原理与工艺大作业.docx

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1、木工圆锯片的热处理工艺摘要:本文从木工圆锯片的服役条件、失效形式、性能变求材料选择、整体加工工序、质量检测、缺陷分析及对策几个方面进行了具体的介绍及分析，设计出了等温淬火的热处理工艺，及传统淬火获得马氏体和残余奥氏体相比，它获得的下贝氏体组织具有较高的硬度和韧性、良好的弹性及能形的协作及抗网火稳定性，从而提高了圆锯片的运用性能和运用寿命。关键性：圆锯片：热处理工艺：等温淬火;下贝氏体Abs1.nict：Theserviceconditionspatternsof1.osingeffect,performancerequirement,matcria1.s-chsing.who1.eproces

2、singcraft,possib1.edefectandremediesandqua1.ityinspectionofcircu1.arsawwebhasbeenintroducedandana1.yzed.Theheattreatmenthasbeendesignedtonoton1.ymaketheworkpiecehavemoretoughness,buta1.soimprovethePerformanCeandoperation1.ife.Keywords:circu1.arsawweb;heattreatment：isoherna1.quenching;1.owbainite1.概述

3、1.1园锯片的定义圆锯片是用于切割固体材料的薄片圆形刀具的统称，由基体和刀头两部分组成,被广泛应用于石材，木材，金属材料及其合金的切割.圆据片的实物图和零件图如图1和图2所示。图1圆锯片实物图图2圆锯片零件图1. 2B1.卷片的分类按材质不同可以分为：用于石材切割的金刚石锯片；用于金属材料切割的高速钢据片（即HSS锯片，不镶嵌硬质合金刀头）：用于实木、家具、人造板、铝合金、铝型材、散热器、塑料、般钢等切割的硬质合金锯片：铐钢锯片：钺齿合金锯片等.按应用场合分为：铳刀锯片、机用锯片、手动锯片、金属专用锯片（铝业锯片，切铜锯片,不锈钢锯片等）、切管圆锯片、木用锯片、石材锯片、切亚克力锯片等。按表面

4、涂层分为:白钢锯片（本色）、氮化锯片（黑色）、镀钛锯片（金色）、氮化珞（彩色）等.按齿形分为左右齿（交替齿）、平齿、梯平齿（凹凸齿）、倒梯形齿（倒锥形齿）、燕尾齿（驼峰齿）、以及并不多见的工业级的三左一右、左右左右平齿等。各种齿形示意图如图3所示。左右齿运用最为广泛，切削速度快，修磨相对简洁.适用于开料和横锯各种软、硬实木型材和密度板、多层板、刨花板等.装有防反弹力爱护齿的左右齿即为燕尾齿，适用于纵向切割各种有树节的板材：带有负前角的左右齿锯片由于锯齿锋利、锯切质fit好,通常用于贴面板的锯切.平位CA*BmQ图3各种齿形示意图平齿锯口较粗糙，切削速度较慢,修磨最为简洁主要用丁一般木材的锯切,

5、成本较低，多用于直径较小的铝用锯片，以保持切削时削减枯连，或用于开槽锯片以保持槽底平整。梯平齿是梯形齿和平齿的组合，修磨比较困难，锯切时可削减贴面崩裂现象,适用于各种单双贴面人造板、防火板的锯切。铝用裾片为了防止粘连也多用梯平齿的齿数较多的锯片.倒梯齿常用于裁板锯底槽锯片中，在锯切双贴面的人造板时，槽锯调整厚度完成底面的开槽加工，再由主锯完成板材的锯切加工，以防止锯口出现崩边现象。综上所述，锯切实木、刨花板、中密板应选左右齿，能锋利地将木纤维组织切断，切口平滑;为J保持槽底平整的开槽.则用平齿齿形或者用左右平组合齿：锯切贴面板、防火板一般选择梯平齿，电脑开料锯由于锯切切率大，用的介金锯片直径和

6、厚度都比较大，直彳仝在35045Omm左右，厚度在4.04.8mm之间，多数采纳梯平密，以削减崩边、锯痕。2.服役条件、失效形式和性能要求2. 1.服役条件圆锯片的运动形式比较单调，但由于长时间高速旋转并受到振动和冲击作用，其服役条件般比较苛刻.我们将从受力特点和振动特性两个方面进行分析。1.1.1 受力特点：圆锯片在工作时，主要受到转动产生的离心应力、周期性工作和材料不匀称导致的冲击力、切削时受到的切削力、摩擦力及热应力的影响。离心力：圆锯片转动时，受到的离心力分布为：切向应力在中心孔边缘最大,锯片外税最小，且皆为拉应力：径向应力在中心孔边缘和锯片外缘为零，最大值大约在半径的1/3处,为拉应

7、力。冲击力：由于圆锯片是一种多刃刀具，在切削过程中刃部的线速度很高，而力部的受力是不连续的.刃部周期性受力，由零瞬间变更至最大，受到较大的冲击我荷并发生振动。圆裾片刃部的前刃面上的应力分布如图4所示。图4圆锯片刃部的前刃面上的应力分布图5阴切状态卜温度场分布除此之外，假如被锯切材料不匀称，硬度存在差异时，会导致圆锯片两侧受到大小不一的轴向冲击载荷。摩擦力：圆锯片工作时刃部及表面均会同被锯切材料产生猛烈摩擦作用。热应力：圆锯片在工作时，切削刃及被锯切材料之间、锯片及被锯切材料锯路表面之间均会产生拓烈摩擦而产生热.温度最高的区域在锯片的外边绿。木工圆锯片工作时及木材摩擦发热一般不超过25OC。图5

8、为裾切状态卜.温度场分布。切削力：在锯片的岛速切削过程当中,锯齿会受到锯切力的作用，这个力的大小往往及锯齿的结构参数、锯片的转速和被锯切材料等有美。不考虑冲击教荷时,圆锯片在高速网转切削时受离心力和切削力及不匀称温度场的综合因素影响，会在内部产生较大的应力。应力分布特点是：锯片外边缘处切向压应力最大,中心孔旁边切向拉应力最大：径向庖力皆为拉应力，在约半径二分之一处出现最大值；中心孔旁边及锯片外边缘径向应力值降为零。同时，沿径向温度梯度太高时,外边缘切向压应力值过大，将引起锯片失稔产生边缘压曲现象，从而导致锯切精度和加工表面质量降低，锯路损失增大,出材率降低,锯片磨损加剧,运用寿命缩短等一系列后

9、果”。2。1.2振动特性：圆锯片工作时会有连绵不断的振动，当圆锯片的转动速度接近或达到临界速度时，它就变得不稳定并呈蛇状运行,这是种共振现象.共振现象能使个较小的力引起较大的振动,导致锯片失稔变形。由于圆明片工作时受力条件困难、圆锯片本身直径及厚度比较大及紧固不劳等缘由,会产生比较困难的振动特性：通常认为主要包括:种振动形式，分别为：扭转振动、径向振动和横向振动。圆锯片以其中心线为轴心所做的往复扭转位移运动即为网钢片的扭转振动，周期性的切向反力是造成忸锯片扭转振动的主要缘由：国锯片沿其直径方向所做的伸缩振动即为圆明片的径向振动形式，锯齿冲击摩擦工件时所受到的径向反力是产生径向振动的主要缘由：圆

10、锯片基体沿转轴轴向所做往复位移振动即为其横向振动;对于大面积的薄板来说扭转刚度和径向刚度比其弯曲刚度要高，故横向振动对圆锯片的动态稳定性影响最为显著，横向振动会给圆锯片基体带来不同程度的轴向变形，K振动形式最能反映旋转圆锯片的振动特性。圆锯片工作的不稳定性是指锯片的横向振动,它影响木材的加工班员、使锯路宽度增大，增加r锯切阻力,消耗功率大：轴向分力和不I可的锯切参数都有可能使得圆裾片在锯切过程中产牛.横向振动，从而引起圆锯片的轴向变形，这也是锯片的主要失效形式之一。2.2 失效形式通过以上对服役条件的分析可知，木工圆锯片的主要失效形式为：连续切削及摩擦导致刃部及表面的磨损.冲击及振动导致弯曲变

11、形、开裂。2.3 性能要求为防止锯片失效破坏,应对其机械性能有如下要求：锯片有足够的抗弯强度，较高的屈服极限,保证受到正应力的做用卜不破坏。锯片有足够的韧性，以反抗工作过程中的振动和冲击，冲击韧性ak值高。锯片具有足够的硬度，硬度一般为HRC44-48,保证耐磨性，防止磨钝失效。工作时锯片刃部温度打到200IC以上，须要锯片刃部具备肯定热强度和红硬性。锯片有较嬴的疲惫强度.锯片应平整，削减横向变形量。3.圆锯片材料尺寸选择3 .1园锯片材料选择依据If1.I锯片的工作条件和技术要求，圆锯片材料的选择原则为：材料应当具有肯定的硬度和耐磨性、良好的弹性和塑形、淬透性，部分运用温度较高的圆锯片须要有

12、肯定的红硬性。选择的材料应当在热处理后能达到HRC44-48的硬度值。木工圆锯用材料：可选用的材如下：碳素工具钢，如T8,TIO.合金工具钢，如8MnSi,簿合金工具钢。弹簧钢,如65Mn,6OSi2Mn选择65Mn的税由：Mn元素可以提高钢的淬透性并降低脱碳倾向，可以在热处理后获得志向的硬度.另外，弹簧钢在淬火加中温回火后可以得到较好的弹性和塑性的协作，切削性能好，价格低廉。65钢和65Mn钢的TTT曲线如图6和图7所示，可以看出及65钢相比,Mn元素的加入是提高/钢的淬透性及强度，降低广钢的脱碳敏感性，并且使奥氏体区域扩大,奥氏体等温转变曲线右移，MS点下降，这样淬火后有较多的残留奥氏体，

13、有利于校直压平图.但它有过热敏感性，易产生淬火裂奴,并有同火脆性，故时拄处理工艺饯求特别严格.65Mn钢的化学成分如表1所示，力学性能参数如表2所示.临界点温度如表3所东。表165Mn钢锯旗的化学成分（质量分数）w（%）牌号化学成分（熔炼成分），%CSiMnPS65Mn0.640。680.20-0.28Oo901.100.0200.015表265Mn钢锯基的原材料硬度及力学性能硬度HRC。S/MPabMPa55(%)2124530-630735-85017-30表365Mn钢的临界点温度Ac1.c3Ar1.r3Ms726,C765,C689C741cC270C3.2园锯片规格选择CB/T2I6

14、80-20M1SO2935119741(tf)*外RD孔笈/H9*H1I/度S尺寸公差I234(Z80)230或601.21.62：.S31538或81.62工53.2(JSS)330或S1.(I2.53.2400士330或81.622.53.2表4GB/T21680-2008/IS02935：1974Ia锯片尺寸规格依据表4我们选择外径400un,内径60mm,厚度2。5mm作为最终加工尺寸。4 .整体加工工序综合考虑到基体材料性能、简化加工工序、提高生产效率及节约成本等问题，以提高产品质量为主要原则,最终确定选择如下冷热加工工序：下料-预备热处理（匀称化退火+完全退火遂粗加工（冲中心孔-校

15、平-冲齿）一热处理（等温淬火+中温回火）Y）精加工（粗校平一粗磨平面-孔加工一精磨平面-精校平）一去应力退火一涂油入库下料:运用剪床将原料热轧钢板加工成图片，留出加工余量：.颈备热处理:包括匀称化退火和扩散退火，后面我们会具体介绍。祖加工：首先运用压力机在圆形板料中心冲出定位孔.然后进行校平.此处的校平可以采纳手工锤击校平，也可运用校直机进行校平.接者在压力机上用冲齿模具冲出基体周边工作齿形，并用锯片磨齿机磨齿。热处理：包括等温淬火和中温回火，后面我们会具体介绍。精加工：运用校直机进行粗校直，然后用立轴磨床进行粗磨，对孔进行精加工，接着用卧轴磨床精磨平面，用锯片研磨机对齿形进行精磨，并运用校直

16、机进行精校直。去应力退火：消退加工过程引起的残余应力，减小变形，防止开裂。涂油入库：将工件涂油,放入库中存放。5 .热处理工艺热处理设备：130KW箱式炉。内热式淬火林浴槽。夹具。20Ot校直床。井式回火炉.5.1Si备热处理我们采纳的材料是65Mn热轧钢板，基体原始组织如图8所示，合金元素Mn会降低钢的熔点，在钢锭凝固过程中，随温度下降，剩余钢液内的含Mn量会相对增加，从而降低钢液的凝固温度，使钢液中的成分扩散速度诚慢，这样就会形成枝晶偏析，在枝间含Mn量高，最终的热轧过程中，树枝晶被拉长、破裂，形成了带状偏析。由于偏析的存在，在淬火冷却过程中，常C、宓Mn处就转变为马氏体，低C、低Nn处就

17、转变为屈氏体，于是就形成了图9中马氏体和屈氏体交替的带状偏析因此成分的偏析又必定会造成组织的不匀称性，热处理时也就简洁产生变形及硬度不匀称等缺陷，因此设计适当的热处理工艺限制或减小淬火过程中的变形是我们关注的问题.图865Mn钢锯整体原始组织图965Mn钢锯未经正火的淬火组织热轧钢板的带状组织我们可.以通过扩散退火来消退，由于扩散退火的温度较高,时间较长，在扩散退火后我们须要进行完全退火来细化晶粒,降低硬度,改善材料的机械加工性能。热轧钢板的带状组织也可以采纳正火消退，但由于65Mn含碳量较高（0。620.70%）,正火后硬度较高，不利丁切削加工，而退火后的硬度正好适合于切削加工，为后续热处理

18、做打算。5.1.1扩散退火扩散退火的目的是为r消退热轧钢件中的带状偏析组织,防止在后续热处理过程中出现变形和硬度不匀称等热处理缺陷。扩散退火的工艺如下:温度保温时间冷却速度炉冷至600C出炉空冷915100OC8.5h5。1.2完全退火完全退火的目的是为细化晶粒，降低硬度，降低内应力，改善机械加工性能,为后续的热处理工艺供应良好的组织。完全退火处理在箱式炉中进行。采纳夹直，785C795C(Ac3+2030C),3-4h工艺，装炉前捆绑铁丝，用4-6股20号铁丝单件捆扎,铁丝要贴牢相片平面，24片一串，将钢片内孔穿在短的丁字形挂具上，装炉量为23架挂具.夹板示意图如下图10所示，上下底板材料为

19、10或15钢板，接触面要进行机械加工或屏光，确保平整及无变形，以获得要求的校直效果。由丁含有合金元素，含碳量较高,采纳冷却速度约为100Ch的炉冷,600C以下出炉空冷。图10夹板示意图加热温度加热速度保温时间冷却速度完全退火后组织完全退火后硬度785-795-C100-Ch1.OO,C/h炉冷至600,C以下空冷铁素体+珠光体20.3HRC5. 2等温淬火5.2 .1泮火的目的提高圈锯片的硬度、强度和耐磨性能。5。2.2选择等温淬火的缘由一般泮火得到马氏体硬度高,但韧性较差。而且由于马氏体的比体枳较大，在淬火过程中产生的热应力和组织应力较大.一般淬火在得到马氏体的同时简洁产生残余奥氏体，降低

20、了工件的硬度和耐磨性.鉴于一般淬火的这些不足，我们进行了工艺创新，豳定采纳等温淬火的工艺.及一般淬火相比，等温淬火后得到的下贝氏体的硬度较高而韧性又好，在等温淬火时冷却又较慢，贝氏体的比体枳也比较小，热应力、组织应力均较小，故形态变形和体积变形也较小。中温回火时,马氏体中的位错已发生凝集，碳化物亦起先粗话呈棱角状：而下贝氏体比马氏体具有更高的抗网火稳定性。因而,在相同温度回火后贝氏体比马氏体具有更高的强韧性.为了比较两种工艺对机械性能的影响，查阅文献，用65Mn热轧钢件按上述两种工艺处理得到的组织的机械性能进行比较。新工艺是通过等温淬火获得下贝氏体组织，原工艺是通过一般淬火获得马氏体，二者进行

21、中温回火后都将获得回火屈氏体，但是性能具有较大的差异，如下表5所示：表5新工艺及原工艺机械性能比较机械性能焉试数据裁工艺MQ喀燃E产咨数办h/m_,，一！o0.skgmm*痔aBmcm1.S(IS)新上ZI6265原工艺I60654848183.65180.445.252.19I43.684447i164.54150,6445161.7432.52从上表所列数据可知新工艺在淬火回火硬度及原工艺一样的状况下，强韧性得到了提高。其中抗拉强度由原工艺的164。54kgn2提高到183。68kg11m2,增加11.6%,屈服强度亦有所提高。眼神率及湍面收缩率也有不同程度的提甑冲击韧性由原工艺的1.74

22、kgmCm2提高至2.19kgmcm2,增加25。9%；弯曲角度由原工艺的32.52提高至43.68,增加34.3%也因此新工艺比原工艺优越，按新工艺处理的木工圆锯强韧性得到f较大的提高.5。2。3等温淬火工艺参数加热温度：亚共析钢淬火温度般为Ac3+(30-50)C,65M11钢的Ac3为765,C,所以我们将淬火加热温度定为796tC-810C之间.保温时间：t=a*K*D其中t为加热时间，单位min：a为加热系数，单位Inin/iron;K为装炉量修正系数:D为工件有效厚度，单位为mm。加热汲取a表示工件单位厚度所须要的加热时间，其大小及工件尺寸、加热介质和钢的化学成分有关，查表后取a=

23、1.。2min11m,装炉修正系数K是考虑装炉多少而确定的,装炉量大时，K值也取得较大，一般由试验确定，这里K=4.板材的有效厚度是每一个圆锯片的板原乘以圆锯片叠放的个数，即D=2.5*4=1Omm.所以保温时间t=a*K*D=1.2*4*10=48min.等温淬火湿度：亚共析钢淬火温度一般为Ms+30C,65Mn钢的Ms为27OC,所以我们将淬火加热温度定为300C。等温保持时间：可依据心部冷却至等温温度所须要的时间再加上C曲线在该温度完成等温转变所须要的时间。杳阅文献后，选取等温时间为20min闾。等温淬火介质：传统淬火介质一般采纳油淬，运用温度30-160C,运用中要严格限制淬火油温度不

24、超过其闪点以防油着火“淬火过程易产生油蒸气、油老化和分解.淬冷温度超过1601C时，就显现出了运用熔盐作为冷却介质的优点。淬火用熔盐般是硝酸盐和钝硝酸盐按肯定比例配成的混合盐，运用温度160-500C.盐被加热后有很好的流淌性、化学稳定性、不老化等特点。且运用平安性极高，不存在着火问题。熔盐饮油粘度小、冷却匀称,在马氏体等温分级淬火时，运用(50%-60%)103+(37-50%)NaN02+(0-10%)NaNO3溶盐。添加1.25%水的300C熔盐，具有及油相同的冷速.零件熔盐淬火清洗后，进行盐水分别,被带出的盐可100%回收利用，做到零排放，适应现代环保要求。等温淬火不仅省略一次回火再加

25、热过程，且使零件具有很好的韧性.实践证明，盐浴淬火具有广泛的优越性。其一，盐浴中淬火较淬火油中淬火工件变形更小.试验证明随着淬火介质温度的提高工件变形趋小：其二，具有较高的经济性.硝盐没为老化、分解问题，也不存在介历运用肯定时间后的废弃问题,可以恒久反灾运用.另外，硝盐的价格比淬火油要便亢，所以牛产成本低：其三,环保,没有运用后的废弃问题，工件带出的残盐经清洗后分别可以达到零排放，所以是种很好的环保工艺.依据表6常用盐浴配方及运用工作温度，我们选取45%硝酸钠+55%硝酸钾作为等温淬火介质.表6常用盐浴配方及运用温度KASMASMN1.N1.1.*%)4S*W15T511W236543SSGa

26、tRc%45X45554TXf1.:U1.tAK17AS“Z016S在淬火加热完成后，锯片从加热炉后门出来，快速放入张开的夹板内，夹紧，再由淬火盐槽上的小车拖入硝盐槽内进行300C0s+30C）,20min等温淬火.淬火工件及盐浴之重量比应为1：IO0低温盐浴时熔融盐的冷却实力比油弱,这有利于削减工件内应力和变形开裂帧向，获得变形少、硬度高、韧性好的卜贝氏体组织“、此时硬度可达HRC5052。等温20min后空冷至室温.淬火温度保温时间淬火介痂等温温度等温时间等温后冷却795810,C48min45%NaNO3+55%KNo330CC20min空冷5.2.4等温淬火后处理（是否进行清洗？）等温

27、淬火后进行校宜压平处理。将等温泮火后的锯片快速用干燥的锯木屑擦干盐渍。在压力机上压平，时间为IOmin5.3 中温回火5.3.I中温回火的目的等温淬火后得到的组织为下贝氏体，属于非稳定组织,须要进行中温回火后才能获得具有较高硬度和肯定韧性的稳定组织回火屈氏体.回火在井式炉中夹具进行，将压平的锯片装在专用的回火夹具上,每30-40片一扎，每56片之间加一片厚203Omm的垫片，夹具心轴为45钢,垫片的材料为Q235A钢。在选择回火温度时，要考虑避开第类回火脆性和其次类回火脆性。为了避开第一类回火脆性，不应采纳在300C左右的温度回火。为避开其次类回火脆性,不应采纳后在450600匕回火，所以我们

28、及终选择回火温度为400,C,保温时间40-60min后空冷。最终得到回火屈氏体,此时碳化物起先聚集，基体也起先复原，其次类内应力趋于堪本消逝，可获得较高的塑性，韧性及弹性极限.回火出炉后趁热还可以再夹紧，冷却到室温后拆卸.趁热还可以再夹紧，冷却到室温后拆卸。5.3.2中温回火工艺参数回火温度保温时间冷却方式回火后组织回火后硬度400,C40-60min空冷回火屈氏体44-48HRC5。3.3中温回火后处理中温回火后出炉须要进行清洗和检验。清洗：将锯片逐片拆开，清洗干净，在80100C的水中煮Ih,再在清水中清洗,洗净为止。检险：用标准的刀口形尺或直尺在锯片的不同部位检5佥，平面度WO.4mm

29、为合格，硬度在44-48HRC为合格。5.4去应力退火(?)5. 4.1去应力退火的目的去应力退火的目的是消退残余应力，防止变形开裂。6. 4。2去应力退火的工艺参数退火温度保温时间冷却速度组织硬度150180-C34h50100C/h不变几乎不变5。5盛体热处理工艺曲线7. 质量检测质量检验主要分为原材料检测，热处理过程检测限制，以及最终成品检测三部分。原材料检测中要确定材料符合要求，防止热处理过程中产生缺陷,所以要确定原材料无宏观裂纹，微观组织无严竣偏析，无金属氧化物夹杂,成分符合要求，无过多杂质。而热处理过程中,要满意加工性能要求以及对工件最终性能要求，保证其硬度值，很终成品检验，要保证

30、性能及尺寸要求。7.1 原材料检测：.宏观检验首先进行宏观分析即粗视检验，用肉眼干脆视察或用30倍以下放大镜视察金属材料断口或磨面的宏观组织和缺陷的方法川。微观组织检验采纳金相分析的方法，进行采样，制样操作，视察原材料微观组织形态，看是否存在不良组织加偏析、带状组织，晶粒是否粗大.成分检验采纳荧光X射线进行定址分析确保P、S等杂质含量不超标.7.2 热处理过程中的检测预备热处理检验测试洛氏疑度，保证退火后的硬度有利丁机械加工外观要求,留有足够的加工余量（如有必要可做现场金相，视察其微观组织，确保获得珠光体类组织，保证其机械加工性能）淬火后检验测试洛氏硬度，保证淬火后的硬度达到5（1.52HRC

31、6. 3成品检验检险项目检验方法检验工具外观检测视察表面是否清洁，不允许有裂触、麻点肉眼或低倍放大镜厚度及两平用外径千分尺测定齿底至孔径的随意4点,其外径千分面的同片厚值应符合表I中厚度极限偏差的规定，其最大尺度差值之差则为两平面的同片厚度差如图，锯片旋转一周,指示器最大值及最小值之差即为齿顶径向网跳动公差将指示器置于距齿根约IOmm处，锯片旋转周指示器最大值及最小值之差即为端面圆跳动差先将指示器置A面调整至零位，然后测证齿间指示器示值即为单面拔齿量锯片硬度按GB23O进沅式值应符合HRC44-48,假如其中点不符合要求则在该点30mm范围补捡2点,若均符合则为合格洛氏硬度计Uk测定为满意圆锯

32、片的运用要求，须要进行冲击试5佥来保证足够的a1.i值冲击试瞪机微观组织分析视察成品的微观组织，如晶粒是否粗大、是否有微观裂纹、组织是否满意要求，并依据金相视察，测定淬硬区尺寸金相显微镜7.缺陷分析及对策7. 1加热过程中的缺陷及对策氧化及脱碳在一般的气体介质中，02、C02和水蒸气等是氧化脱碳性强的气体，它们一般会和FC反应,生成FeO或Fc2O3,从而造成钢表面被辄化，氧化既损失金属有会造成零件表面产生锈蚀和麻点，粗糙不平，因为表面氧化层的存在影响淬火冷却的匀称性，造成表面不匀称或硬度不足，钢的表面氧化皮是造成淬火软点和淬火开裂的根源脱碳是指钢件加热过程中，由丁炉内脱碳性气氛及钢表面的碳原

33、子发生化学反应，即钢衣面的碳原子部分或全部被烧掉，因此降低了表面碳含量，从而影响零件的表面质出和力学性能，脱碳后表面为铁素体,内部为奥氏体组织，在淳火后二者转变为马氏体过程中表面产生拉应力作用，将会造成变形和开裂，表面硬度、抗拉强度和疲惫强度下降。零件的表面被氟化和脱碳后表面状态特别粗糙，失去光泽,在热处理过程中将导致淬火裂蚊、软点、硬度不足等缺陷,造成抗拉强度和疲惫强度明显卜.降。预防措施：氧化和脱碳在零件热处理过程中几乎难以避开，是零件表面和加热介质作用的结果，所以应从变更加热过程中介质成分和将加热零件和加热介质隔离两方面若手。如进行爱护气第加热和可控气第加热，涂层爱护和真空加热”后续处理

34、：机械加工方法和化学加工方法。机械加工方法：采纳车削、磨削等去掉表面的氧化皮和脱碳层，其前提是不影响零件的运用尺寸和要求，对仅仅脱碳的工件可进行渗碳处理。采纳喷丸和喷砂同样可达到去除氟化皮和脱碳层的目的同时是表面得到加工强化，获得表面压应力。化学加工方法采纳表而腐蚀方法消退。常运用盐酸或其他酸性介质来清理零件表面.应招意浸泡时间,超过肯定时间筒洁产生氢脆，氢原子渗入零件表面，造成晶界脆性增大，韧性降低。过热及过烧过热：亚共析钢或过共析钢在远高于Ac3或ACm温度卜长时间加热将导致钢的实际晶粒度粗大，过热钢呈石状断口，表面呈小丘状粗晶结构，无金属光泽。零件在热处理设备中加热时，由于超过淬火温度过

35、高或在高温下停留时间过长等,使奥氏体晶粒快速长大,以致力学性能显著下降，或拧晶粒显著长大的现象称为过热.一般规律为：钢材加热温度超过预定奥氏体化温度150以上，通常称为过热，碳钢及合金钢温度大于950,工具钢及高碳珞轴承钢温度大于1(X)0.其特征为：淬火后马氏体针粗大、针叶瘦氏,将会引起淬火后零件的变形和开裂,而粗大的马氏体还会造成零件机械强度降低、韧性的显著降低，马氏体裂蚊呈节状。过热影响因素：零件的原材料组织不良，如存在偏析，网状碳化物；加热温度过高或保温时间过长，晶粒急剧长大：零件在热处理炉内位置不当，靠近电极或加热元件产生过热;截面尺寸变更大的零件，由于加热方式和工艺方法选择不当，在

36、零件的薄壁、尖角或尺寸较小位置处会产生过热现象。过热名称主要特征1为防止零件加热过程的过热现象，依据材料选择正确的热处理工艺，设置合理的热处理工艺参数，泮格限制加热温度、保温时间：同时对大型或困难零件实行预热、分段加热或降低加热速度的措施2通过多次正火或退火来细化晶粒为盎新进行热处理做好组织打算3.对丁石状断口组织，要通过高温变形来细化晶晶粒粗大奥氏体的晶粒度粗于3级残余奥氏体过多组织中碳含量和合金元素多的材料,在淬火后组织中残余奥氏体多魏氏组织亚共析钢的铁素体在奥氏体晶界以及解理面析出,呈细小网格组织网状碳化物过共析钢在显微组织中出现网状沿晶分布碳化物石墨化商做钢退火组织中有部分渗碳体转变为

37、石墨.断口呈灰黑色共品组织高速钢过热出现共晶莱氏体组织粒，再进行退火处理，才最终热处理过烧：金属和合金在氧化性气第中加热,由于加热温度在I2以上,使奥氏体晶界发生产陵氧化甚至熔化现象称为过烧其表面粗糙不平,显微组织粗化,并在晶间形成氧化物，在特定的晶界表面形成具有肯定几何特征的冷却转变组织。零件晶界之间的强度很低，脆性大，在外力作用卜会沿品断裂，无法满意零件力学性能的要求，对于重要的零件而言，只能进行报废处理。零件过烧多在钢轧、锻过程中产生，因此要严格限制加热温度、合理选择工艺参数是防止过烧的重要手段,过烧组织使零件的性能严峻恶化，是产生热处理裂纹的重要缘由之一.预防措施:正确选择热处理工艺和

38、设备，确定合理工艺参数。防止设备的控温仪表失灵,定期检查,保证灵敏度。合理装炉。7.2退火过程的缺陷及对策缺陷分类产生缘由预防及补救过烧加热温度过高使晶界局部熔化报废过热加热温度过高时奥氏体晶粒粗大，冷却后形成氏体组织或粗品组织冲击韧性下降完全退火或正火黑色组织石墨化并在其四周存在大块铁素体报废反常组织Ar1.旁边冷速过低或在Ar1.以下长期保温全新退火网状组织加热温度过高及冷速慢形成网状铁素体或渗碳体重新退火硬度偏高退火速度过快至新退火7.3淬火过程的缺陷及对策缺陷分类产生缘由预防及补救变形I工件形态不对称或熔薄悬殊2机械加工应力大，淬火前未消退3加热和冷却不匀称4工件夹持方式不当5淬火组织

39、转变I改进工件结构设计，合理选材，调整加工余量。2增加预热或去应力退火工艺采纳多次预热、遇冷淬火、双液淬火、等温淬火等多种操作4合理支承捆绑淬火加热工件5对变形工件进行校直开裂1.淬火前的I由于轧制或锻造不当，1严格限制产品质量,确裂纹在淬出现缩孔、夹U和白点保原材料的合格火后裂纹的2(1)原材料非金属夹杂2(1)用锻造降低碳化物两侧可见到物偏析带状、网状、堆的级别，热处理时采纳有氧化脱碳集预冷、分级淬火、等温现象，断口(2)原材料有混料现象淬火，刚好回火发黑(3)冷却不匀称，应力集(2)进行火花鉴别2,冷却引起中，零件形态困难、截(3)改进设计，确保厚薄裂纹断口而厚薄不均，尖角、拐匀称、无引

40、起淬火开裂色泽红锈，角和加工刀痕缺陷透油或发紫(4)冷却不当，冷却剂选(4)选用合理的冷却介色择不当痂和淬火方法3脆性引起(5)至复淬火中间未退火(5)淬火前进行退火处的裂纹处理，未刚好回火理3(I)泮火温度过高，引3(1)严格限制加热部度起组织过热、断口白亮工艺文件的规定执行,加光，晶粒粗大强过程的金相组织检验(2)原始组织中碳化物偏实行正火处理或进行析严收或未球化球化退火硬度低I原材料有混料现象2加热温度低，保温时间短3介质冷却实力差，冷却速度太慢，表面有铁索体等非马氏体组织4加热温度过高，保温时间过长，增加了奥氏体的稳定性，淬火后保留大量的残余奥氏体5加热时工件表面脱碳6钢才内有超标的其

41、他杂质7等温时间过长引起奥氏体稳定化I对钢材进行火花鉴别2按正常的淬火工艺操作，重新淬火前应先进行正火或退火3以大于临界冷速的速度快速冷却4采纳深冷处理提i硬度5对盐浴定期进行捞渣，或采纳爱护气氛加热6选用符合技术要求的钢材7严格限制分级和等温时间软点K工件表面脱碳或附着脏物2。淬火介质中有杂质或运用温度过而3 .冷却介质冷却实力差4 .工件冷却方法不当，工件相互接触5 .预备热处理不当，钢中保留r大量的大块铁素体I.选择合适的预先热处理工艺2 .保持介随的清洁，合理降温,防止工件的脱碳3。更换淬火冷却介质4 .工件要分散冷却5 .重新淬火，但应经正火或退火处理后方可进行脱破I.氧化性气定中加

42、热2。盐浴脱氧捞渣不良3.加热温度过高，保温时I.采纳爱护气氛加热或表而涂料爱护2.定期对盐浴脱氧捞渣间过长3.依据工艺规范执行4,对一脱碳件采纳渗碳方法补救腐蚀盐浴中硫酸盐含量超过工艺范围I.选择符合技术要求的加热用盐2。用镁铝合金或木炭除去盐浴中的破酸盐7.4回火过程的缺陷及对策缺陷分类产生缘由解决方法硬度不足k加热温度偏高2 .回火温度高于要求，贝氏体分解3 .冷却介质选择不当，冷却速度不满意要求4,零件表面脱碳5淬火组织中有非马氏体组织1.正交法确定工艺参数2。重新淬火、回火3 .选择合适的淬火介痂4 .磨去脱碳层或豆碳处理5改善淬火工艺硬度偏高1.对于碳钢，碳素工具钢，低合金钢,低合

43、金工具钢（】）材料的含碳量或合金元素含量超过标准要求的上限3（2）材料成分正常，但回火温度过低或回火时间过短淬火马氏体未转变为回火马氏体（3）控温仪表故障2对丁高合金钢和高速工具钢严格限制原材料质最限制回火工艺参数(1)回火湿度制定错误零件在二次硬化区回火回火裂纹零件淬火后长时间放置.回火速度过快，回火温度不匀称，表面的体枳收缩和二次淬火加热速度尽可能慢有脱碳层的零件要去掉，实行牢靠措施避开氧化和脱碳回火脆性I第一类回火脆性：通常在200-400回火温度范围内，时间越长越明显，是不行逆的2其次类回火脆性:450600之间出现的回火脆性，对冷却速度敝感，是可逆的1按热处理工艺规范重新淬火避开同火

44、脆性区2.在钢冶炼过程中削减P、Sb、Sn,AS等有害杂质含量防止晶界偏聚添加M。或W防止P等杂质元素的扩散高温回火结束后快冷,缩短脆性区停留时间细化奥氏体晶粒参考文献口赵步吉.木工大锯片的热处理U1.五金科技，1998,26(6):34。2何志坚,锯片应力分布及失效分析J.湖南文理学院学报(自然科学版)，2007.19(2)：6061.3方丈.不同工作状态下的圆锯片温度场分布规律探讨D。南京：南京林业高校，2011,4蒋连琼。基于ANSYS/1.S.DYNA的圆裾片据切过程仿真探讨D.南宁:广西高校,2013.5赵步音.工具热处理工艺400例国.北京:机械工业出版社，2009.269-270

45、6孙继兵.65Mn钢网锯片基体的热处理J。金属热处理，1999,(11)：17197马骏源。65Mn木工圆锯热处理新工艺J1.工艺及装符，1997,(14)：29-318夏立芳。金届热处理工艺学M。哈尔滨：哈尔滨工业高校，2012.58-619朱星.硝盐等温淬火设备的设计及发展口。热处理技术及装备，2006,27(2)：40-4210李树中。美于盐浴淬火的若干问题J。金属热处理，1995,(5)：59-6011邵红红，吴晶.热处理检验及质量限制M.第一版。北京.机械工业出版社,2011：1-3112王忠诚。热处理常见缺陷分析及对策N第一版“北京。化学工业出版社。2007,1769,79187,230237