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热处理

热处理

今天,金属零件制造商经常通过热处理来改变金属的性能。这些工艺可以改变例如钢的物理特性。热处理一般包括加热或冷却。

热处理工艺

热处理的过程各不相同。重要的因素包括:

  • 热处理的金属;
  • 最高温度;
  • 加热时间;
  • 冷却速度;
  • 初始冷却温度。

一般来说,热处理能使金属零件硬化。这个过程最终也会影响金属工件的其他性能。一些改进包括延性、强度、韧性、内应力的存在以及承受切削而不断裂或变脆的能力。

由于热处理有时会改变组成金属的内部晶粒,工业制造商必须非常小心地通过应用这种工艺来获得预期的结果。通常,冶金学家会在微观水平上仔细检查样品的内部。

常见的热处理

几个世纪以来,金属制造商开发了许多热处理技术。这些包括淬火,退火,表面硬化,感应硬化,正火和回火。

淬火

淬火是指快速冷却热金属零件以提高硬度。快速冷却在微观水平上影响金属的结构。

流程细节

通常情况下,金属制造商将金属加热到高温,然后在水或油等液体中淬灭。有些生产设备用惰性气体代替液体浴。淬火有时会产生脆性部件,除非与回火结合。

好处

硬金属零件是由淬火过程造成的。

应用程序

金属制造商使用淬火来产生硬化的金属零件,包括齿轮。

退火

在退火过程中,金属制造商使金属软化以获得更大的延展性。

流程细节

软化是指在冷却前将金属重新加热到指定温度以上,再结晶一段指定的时间。

好处

这种工艺提高了许多金属的延展性,包括银、黄铜、钢和铜。

应用程序

退火在半导体和电子工业中广泛存在。

表面硬化

表面硬化产生坚硬、耐磨的表面。今天它被广泛使用。

流程细节

典型的表面硬化依赖于与热源结合的渗碳或氮化,通过碳或氮原子的扩散使表面变硬。

好处

现代的表面硬化发生在高度控制的条件下。

应用程序

这一过程有助于生产齿轮,凸轮和气缸套。

感应淬火

制造商利用电磁电流来制造硬化的金属表面。

流程细节

一个感应线圈通常环绕着工件。它加热金属。

好处

这一过程发生在大规模生产设置。

应用程序

这一工艺可以加固汽车车轴。

正常化

正火涉及铁合金的退火。

流程细节

再加热通常发生在温度很高的情况下。

好处

正火将降低脆性,使金属零件不太可能断裂。

应用程序

需要大量加工的钢零件通常可以从标准化中获益。

回火

回火可以使淬火后的金属软化,以降低脆性。

流程细节

在回火过程中,金属制造商重新加热金属,通常加热到非常高的温度,然后让工件在指定的时间内逐渐冷却。回火过程中使用的温度根据组件的不同而不同。

好处

回火脆性降低。

应用程序

弹簧和金属工具经常要经过回火。

热处理的应用和优点

热处理金属组件提供了许多好处。这些包括硬化和软化金属,以提高耐磨性和减少脆性。在许多情况下,热处理后的零件在恶劣的环境中寿命更长,更有效地抵抗腐蚀。软化使制造商能够减轻内部压力。

软化金属

工业金属零件制造商广泛采用两种工艺来实现金属软化:退火和回火。软化通常有助于降低工件的硬度和脆性。它倾向于通过减少可能引起应变或断裂的内部应力来增加延性。

总的来说,这种消除应力的过程通常会增加金属的韧性。它还可以进一步细化内部晶粒结构,在某些情况下,改变组成金属的电磁特性。

硬化的金属

一些金属热处理工艺,如表面淬火和感应淬火,可提高金属工件的硬度。金属零件制造商可以采用这些工艺来提高部件的强度和磨损性能。例如,发动机齿轮制造商经常硬化这种金属,以增强部件在日常操作中承受大量摩擦和压力的能力。

特定的金属硬化过程可以在成本和所需的制造资源方面产生显著的差异。例如,表面硬化通常依赖于连续的热源,如高炉。相比之下,感应硬化在加热过程中利用电磁电流。

材料改性

热处理除了会影响金属的硬度或柔软度外,还会改变金属的其他特性。在过去,制造商已经使用这些工艺来增加在恶劣环境中使用的零件的应力消除性能。软化通常使零件不那么脆,更有弹性。

为了提高金属部件的预期寿命,公司有时会在加工阶段采用热处理。例如,热处理可以提高金属消除内应力的能力。亚博最新网站软化硬质金属零件可以提高韧性。


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