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各种缺陷对热处理质量的影响:

1.外观质量:

⑴锻件和热轧钢材表面不允许有裂纹、折叠、结疤等外观缺陷,因为当这些外观缺陷将是热处理裂纹的起源之一。

⑵加工件的表面倒角不符合要求,将是热处理裂纹产生的可能原因之一,但却不是唯一原因,也就是开裂未必是不倒角所致。

2.化学成分:

⑴当钢中有害元素磷、硫增加时,如硫含量为0.04%时淬火后易产生裂纹,锰含量>0.5%时也易淬裂(淬水的工件)。

⑵ 有些元素虽是微量元素,但使钢的热处理规范大不相同,如炼钢时脱氧剂用Al 则其微粒熔点高,在钢中起细化晶粒的作用,降低了过热敏感性,使钢成为本质细晶粒钢,提高热处理工艺性能。反之用Si之类脱氧剂则会使钢成为本质粗晶粒 钢,使淬火过热敏感度增大,炼钢时每炉所含微量元素不同,其热处理工艺性能也不同,如含B很微量,淬透性也大大增加。

3.脱碳:

脱碳也是钢材的一种表面缺陷。例如钢锭经热轧及退火后表面有脱碳,若钢材供货时圆度过大,使加工后表面残留脱碳层,表面脱碳增加了留量,若脱碳在加工留量以外时,将给热处理带来淬不硬、表面裂纹等缺陷。在检查中应区别原材料脱碳或热处理脱碳,以便提出正确的判断。

4.碳化物不均匀度:

这是高碳钢及高碳合金钢,即工具钢之类常出现的冶金缺陷。碳化物在纵断面上常呈带状分布,严重的有网状、大块堆积,在横断面上则多成大面积堆积及网状分 布。一般在原材料供货时,都按国标规定供货。如若达不到要求,应经锻造改善。由于碳化物偏析,在碳化物富集区,淬火后容易过热而形成过热网,而在碳化物稀 疏处则淬火硬度不高,当形成网状时,即因带状分布使材料各向异性,又因网状分布脆性增大,热处理工艺性能降低。此外,由于偏析,晶粒大小不一样,偏集区晶 粒小,稀疏区晶粒大,从而降低强度,对刀具来说,碳化物偏析5~6级比3~4级寿命降低10%,7~8级则降低29%。

5.带状组织:

带状组织是指珠光体及铁素体的条带状分布,这种组织,既造成材料各向异性,又使磨后表面出现不均匀光带以及切削加工及表面粗糙度变粗,淬火后出现软点,这种组织可以用正火消除。

6.网状碳化物:

网状碳化物多存在于晶粒边界,隔断了基体的连续性,使材料脆性增大,强度降低,淬火时易开裂,可用正火或调质减轻或消除。

7.非金属夹杂物:

非金属夹杂物是指冶炼时形成的氧化物、硫化物及酸性夹杂等,夹杂的存在,隔断了金属基体的连续性,剥落后就成凹坑或裂纹,大块夹杂还降低了材料的疲劳强 度,对精密量具来说,非金属夹杂会造成热处理时的应力集中,产生淬火裂纹。因此,在滚珠轴承钢和工具钢中,应给予严格的限制。

8.宏观组织:

在低倍检验中,对材料的中心疏松,一般疏松的容许级别在高速钢中有规定,其他钢中,均不允许存在肉眼可见的宏观缺陷。这些缺陷包括白点、缩孔、气泡、翻皮等。因这些缺陷都是热处理时产生开裂的主要因素。


歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具協助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗!!

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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弊社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミル

(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

(4)オートメーション整備調達

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Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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螺丝热处理及扭力要求

(2008-7-1 11:25:18)
一般螺絲『表面熱處理及扭力要求』
1、 普通自攻螺絲
用低碳鋼經過冷鍛成形後,通過表面深滲碳進行熱處理。
1. 1硬度要求:表面HV450MIN,心部:HV200~400
1.2 滲碳要求:
公稱直徑
滲碳深度(mm)
MIN
MAX
2~2.6
0.04
0.10
3~3.5
0.05
0.18
4~5
0.10
0.23
6~8
0.15
0.28
1.3 加硬後扭力要求(kgf.cm min)
1.3.1 JIS標準系列

2.0
2.5
2.6
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
6.0
8.0
A
….
….
….
14
23
36
49
66
120
290
AB牙、B牙
4.3
8.9
9
16
26
36
53
72
130
305
C
4.0
9.3
9.5
17
26
36
57
81
135
345
1.3.2 ANSI標準系列(kgf.cm min)
工稱尺寸
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#10
#12
#14
最小扭力
4.6
9.2
15.3
20.4
27.5
34.7
44.8
64.2
102
138.8
2、 不銹鋼自攻螺絲
2.1 材料及熱處理
不銹鋼螺絲常用材料為澳氏体不銹鋼和馬氏体不銹鋼,A1-70、A2-70、A-70級產品需經冷作硬化,C1-70、C4-70及C3-80級產品需經淬火并回火處理。
2.2 硬度要求:表面:HV320 MIN 心部:HV171 MIN
2.3 扭力要求(kgf.cm min

2.0
2.5
2.6
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
6.0
8.0
A
….
….
….
8.7
14
22
30
41
75.1
181
AB牙、B牙
2.7
6
6.2
10
17
24
35
48
87
200
C
2.6
6.2
6.4
11
17
25
38
54
90
200
3、三角類自攻螺絲扭力要求(kgf.cm min)

1.2
1.4
1.6
1.7
2.0
2.3
2.5
2.6
3.0
3.5
4.0
5.0
6.0
8.0
三角B牙
1.0
1.2
2.5
2.6
4.4
7.7
9.7
12
18
28
42
88
147
369
三角B牙
….
….
….
….
4.1
6.1
….
9.9
15
25
35
66
117
283
三角B牙
….
….
….
….
3.9
6.9
8.6
10
16
25
37
79
133
337

一般螺丝热处理及扭力要求


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(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

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切屑的形成和切削力与切削速度的相互关系会受到工件材质及其热处理状态的极大影响。除了材质的热特性和机械特性之外,材质的微观结构和化学成分都决定了在高速切削时是否采用分段切削作业。

图1 在HSC加工过程中,是否可降低切削力,这主要要视工件的材质情况而定。因此,为了达到较小的切削力和较小的形状偏差,并非必须采用很高的切削速度

图2 高速切削的特征

高 速切削(HSC)同传统的切削工艺相比,具有高切削速度和大切削量的特点。随着切削速度的不断提高,对于很多材质来说,都需要观察切削力下降的情 况(见图 2)。针对单个组别的材质,则可以依据经验而定出的切削速度范围。可以利用一种描述切削力下降与切削速度之间关系的数学假设,来计算可表明高速切削条件的 最低极限切削速度νHSC。据此,切削力则由一个恒定的与切削速度相关联的分量和一个随切削速度上升而呈指数下降的分量构成。如果切削力的动态分量下降为 其原始数值的14%,则按定义就达到了极限切削速度(见图3)。

图3 从切削力曲线中计算切削速度VHSC

除了切削力随切削速度上升而下降的因素之外,还需要注意在加工有些材质时,切屑会由连续性带状切屑向扇形切屑转变。从文献资料上看,对于扇形切屑的形成目前有着如下两种不同的解释:

(1) 由于切削速度上升,工件形状改变的速度和有效加工区域内由热转化而来的功也在随之提高。第一种解释是基于一种假设,即由于热量生成和热量传导 这两者之间并不平衡,从而在剪切面上会出现热量堵塞现象(热量模式),最终导致材质的热失效。这种被称为隔热效应的现象在某些温度传导能力差的材质上表现 尤为明显。

(2)第二种解释来源于硬加工,由切削过程中剪切面的表面循环性裂纹生成,从而导致很高应力的原理中推导出来。在切割边缘,材料会发生塑性变形,从而生成带状屑,它可把单片扇形屑粘合在一起。

在 Bremen大学进行了一项试验,其目的是在进行外圆纵向切削时,对材料的机械、热量和结构对切屑形成特性的影响,以及在高速条件下切削力与切削速度之间 关系进行研究。不同的材质特性可以通过选择不同的材料和通过有针对性的热处理而获得。图3所示表明了试验的材料对切屑形成有着重要影响的热能(温度传导能 力)和机械(室温下的抗拉强度)特性。依据这种有关扇形切屑生成的机械和热能解释模式,可以认为,温度传导能力强但抗拉强度弱的材料,更容易产生连续性的 带状切屑(图4中对角线以上区域);而温度传导能力差但抗拉强度高的材料则更容易生成扇形切屑(图4中对角线以下区域)。

图4 所使用材料按照其抗拉强度和温度传导能力的排列情况

为 了表述切屑种类特征,引用了扇形化程度的概念Gs,它可以通过显微图片并依据最小切屑厚度与最大切屑厚度的比例关系,对所出现的切屑进行评价(图 5)。显微图片由在大于极限切削速度νHSC的切削速度下所产生的切屑制得。针对连续性带状切屑,扇形程度指数等于0;若为完全扇形的切屑,扇形程度指数 则为1。

图5 扇形化程度Gs的计算

调质状态影响切屑形成

从 广泛的试验材料中,图6根据对42CrMo4和纯铜的切屑显微图片,举例展示在高速切削过程中出现的不同切屑种类的特征。为了使结果具有可比性, 在两种情况下使用了带有负切削角的CBN刀具。显而易见的是42CrMo4的调质状态所带来的影响。在硬度为33HRC时,实际上没有出现切屑扇形化的现 象。较低的Gs=0.22应该归结于切屑的上侧面被扯散的缘故。在硬度达到54HRC时,扇形化程度即会达到Gs=0.45。切屑显微图尚无法表明,切屑 扇形化的原因究竟是什么:是隔热切削(热量原因),抑或是循环性裂纹生成(机械原因)所致。如果因调质强度较大,温度传导能力变化很小,那么即可断定扇形 化切屑生成的原因即在于剪切区域的前端连续产生了裂纹所致。

切削铜生成的切屑

铜具有韧性好和导热性强的特点。因此,这种材料不会生成扇形化切屑。这种特性也通过切削速度达到νc =5500 m/min的试验结果得到了验证。显微图(图6c)所示为一种因连续的变形而产生的连续性带状切屑。

 

图 6 高速外形纵向车削试验中硬度为33HRC (a) 和54HRC (b) 的调质42CrMo4以及铜 (c) 的切屑的扇形化程度νC > νHSC, f = 0.1mm, αρ = 0.1 mm, 干冷却; 材料:切削材料CBN, 几何形状 PCLN-R161H12; 刀具几何外形: 倒角95o,切削角-7 o, 自由角7 o, 刀尖圆弧半径0.8 mm。

其他材料(如铝合金 AlZnMgCu1.5和易切削黄铜CuZn39Pb3)也表明会在微结构和化学上对切削的形成产生影响。针对铝合金材质,对不同的伸展状态进行了试验 (最大硬化,欠老化)。只有在欠老化的情况下,才可观察到扇形化的切屑。这可以归结到一种交互分离,它阻止了在剪切区域在变形过程中位移的发生。而在黄铜 上,或许是因为铅的断屑作用,造成了扇形化切屑的生成。

有一大部分材质在切削速度提高时切削力反而会下降(见下表)。但试验结果表明,这种现象并非单纯因切屑形成的机理所致,而主要的缘由是在于剪切角度加大即切削比降低。对于大多数钢材来说,在HSC加工过程中因热力机械特性原因而产生扇形切屑,便是这种情况。

在 所试验的纯铝、纯铜和纯铁材质上,因切削速度加大而切削力明显降低的现象非常突出。在试验的切削速度范围内,这种材质只生成连续性带状切屑。这主 要是因为这些材质具有很好的温度传导性能(铝和铜)和较低的抗拉强度(铝/铜/纯铁)。在因化学成分或微结构方面而生成扇形化切屑的材料上,所观察到的切 削力与切削速度之间的依存关系并不明显。

切屑的扇形化会加重切削刀刃的载荷

在高速加 工过程中,根据所采用的不同材料及其热处理状态,可观察到切屑的扇形化变化。除了材料的机械和热力特性之外,材质的化学和微结构也起到了重 要的作用。在对高速切削刀具的设计上,尤其需要注意这方面的认知,这是因为切屑的扇形化会造成切削刀刃的周期性载荷,结果会缩短刀具的使用寿命。切削力是 否降低,这同样与所使用的材料有关。因此在工业化的实际工作中,在没有必要的情况下,不要采用高速切削加工,以达到较低的加工力和较小的外形偏差。

切削力随切削速度提高而降低的现象目前被用于一项由DFG赞助的计划中,以在加工壁厚小的100Cr6材质工件时降低其外形误差。尤其是也要考虑因切削内应力的生成与消除对变形所造成的影响。


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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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弊社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

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弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミル

(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

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(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

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Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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金属组织和热处理知识(一)、金属组织

1、金属:具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小,富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体(即晶体)。 2、合金:由两种或两种以上金属或金属与非金属组成,具有金属特性的物质。

3、相:合金中成份、结构、性能相同的组成部分。

4、固溶体:是一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体,固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。

5、固溶强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。

6、化合物:合金组元间发生化合作用,生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。 7、机械混合物:由两种晶体结构而组成的合金组成物,虽然是两面种晶体,却是一种  组成成分,具有独立的机械性能。

8、铁素全:碳在α-Fe(体心立方结构的铁)中的间隙固溶体。

9、奥氏体:碳在γ-Fe(面心立方结构的铁)中的间隙固溶体。

10、渗碳体:碳和铁形成的稳定化合物(Fe3c)。

11、珠光体:铁素体和渗碳体组成的机械混合物(F+Fe3c 含碳0.8%)

12、莱氏体:渗碳体和奥氏体组成的机械混合物(含碳4.3%)

(二)、热处理   把金属材料在固态范围内通过一定的加热,保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。

13、退火:将金属或合金的材料或制件加热到相变或部分相变温度,保温一段时间,然后缓慢冷却的一种热处理工艺。

14、正火:将钢加热到完全相变以上的某一温度,保温一定的时间后,在空气中冷却的一种热处理工艺。

15、淬火:将钢加热到相变或部分相变温度,保温一段时间后,快速冷却的热处理工艺。 16、回火:将经过淬火的钢,重新加热到一定温度(相变温度以下),保温一段时间,然后冷却的热处理工艺。

17、调质处理:将钢件淬火,随之进行高温回火,这种复合工艺称调质处理。

18、表面热处理:改变钢件表面组织或化学成分,以其改面表面性能的热处理工艺


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热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。

  加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。
  金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。
  加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理目的不同而异,但一 般都是加热到某特性转变温度以上,以获得高温组织。另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外 温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往 较长。
  冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。
  金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。
  整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火回火四种基本工艺。
  退火是 将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,或者是使前道工序产生的内部 应力得以释放,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。正火或称常化是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相 似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
  淬火是将工件加热保温后,在水、油或其他无机盐溶液、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆。为了降低钢件的脆性,将淬火后的 钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行较长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其 中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可。
  “四把火”随着加热温度和冷却方式的不同,又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性,把淬火和高温回火结合起来的工艺,称为调质。某些合 金淬火形成过饱和固溶体后,将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间,以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。
  把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行,使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理;在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理,它不仅能使工件不氧化,不脱碳,保持处理后工件表面光洁,提高工件的性能,还可以通入渗剂进行化学热处理。
  表面热处理是只加热工件表层,以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部,使用的热源须具有高的能量密 度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理,常用的热源有氧乙炔 或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。
  化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是 将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热,保温较长时间,从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后,有时还要进行 其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。
  热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说,它可以保证和提高工件的各种性能,如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态,以利于进行各种冷、热加工。
  例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁,提高塑性 ;齿轮采用正确的热处理工艺,使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高;另外,价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能,可以代替某些耐热钢、不锈钢;工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。
  目前,随着激光和等离子技术的日益成熟,利用这两种技术,并在普通钢工件表面涂敷一层其他耐磨、耐蚀或耐热涂层,以改变原工件表面性能,这种新技术称为表面改性。


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退火:将钢加热到一定温度后炉冷处理

正火:将钢加热到一定温度后空冷处理
淬火:将钢加热到一定温度后水冷或油冷处理
回火:将淬火过的钢重新加热到一个温度冷却

1.钢的退火
退火是生产中常用的预备热处理工艺。大部分机器零件及工、模具的毛坯经退火后,可消除铸、锻及焊件的内应力与成分的组织不均匀性;能改善和调整钢的力学性能,为下道工序作好组织准备。对性能要求不高、不太重要的零件及一些普通铸件、焊件,退火可作为最终热处理。
钢的退火是把钢加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却,以获得接近平衡组织的热处理工艺。退火的目的在于均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力并为零件最终热处理作好组织准备。
钢的退火工艺种类颇多,按加热温度可分为两大类:一类是在临界温度(Ac3或Ac1)以上的退火,也称为相变重结晶退火。包括完全退火、不完全退火、等温 退火、球化退火和扩散退火等;另一类是在临界温度(Ac1)以下的退火,也称低温退火。包括再结晶退火、去应力和去氢退火等。按冷却方式可分为连续冷却退 火及等温退火等。
2.钢的淬火与回火
钢的淬火与回火是热处理工艺中很重要的、应用非常广泛的工序。淬火能显著提高钢的强度和硬度。如果再配以不同温度的回火,即可消除(或减轻)淬火内应力,又能得到强度、硬度和韧性的配合,满足不同的要求。所以,淬火和回火是密不可分的两道热处理工艺。
2.1 钢的淬火
淬火是将钢加热到临界点以上,保温后以大于临界冷却速度(Vc)冷却,以得到马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。
2.2 钢的回火
回火是将淬火钢加热至A1点以下某一温度保温一定时间后,以适当方式冷到室温的热处理工艺。它是紧接淬火的下道热处理工序,同时决定了钢在使用状态下的组织和性能,关系着工件的使用寿命,故是关键工序。
回火的主要目的是减少或消除淬火应力;保证相应的组织转变,使工件尺寸和性能稳定;提高钢的热性和塑性,选择不同的回火温度,获得硬度、强度、塑性或韧性的适当配合,以满足不同工件的性能要求。

◆ 表面淬火
• 钢的表面淬火
有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下,它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合,表面层还不断地被磨损,因此对一些零 件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求,只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点,因此在生产中应用极 为广泛。
根据供热方式不同,表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。

• 感应加热表面淬火
感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点:
1.热源在工件表层,加热速度快,热效率高
2.工件因不是整体加热,变形小
3.工件加热时间短,表面氧化脱碳量少
4.工件表面硬度高,缺口敏感性小,冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力,节约材料消耗,提高零件使用寿命
5.设备紧凑,使用方便,劳动条件好
6.便于机械化和自动化
7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。

• 感应加热的基本原理
将工件放在感应器中,当感应器中通过交变电流时,在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场,在工件中相应地产生了感应电动势,在工件表面形成感应电流,即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下,电能转化为热能,使工件表面温度达到淬火加热温度,可实现表面淬火。

• 感应表面淬火后的性能
1.表面硬度:经高、中频感应加热表面淬火的工件,其表面硬度往往比普通淬火高 2~3 个单位(HRC)。
2.耐磨性:高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小,碳化物弥散度高,以及硬度比较高,表面的高的压应力等综合的结果。
3. 疲劳强度:高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高,缺口敏感性下降。对同样材料的工件,硬化层深度在一定范围内,随硬化层深度增加而疲劳强度增加,但硬化层 深度过深时表层是压应力,因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降,并使工件脆性增加。一般硬化层深δ=(10~20)%D。较为合适,其中D。为工件的有效 直径。

◆ 退火工艺
退火是将金属和合金加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体;共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。
• 退火的目的
①降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工。
②细化晶粒,消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷,均匀钢的组织和成分,改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。
③消除钢中的内应力,以防止变形和开裂。

• 退火工艺的种类
①均匀化退火(扩散退火)
均匀化退火是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性,将其加热到高温,长时间保持,然后进行缓慢冷却,以化学成分和组织均匀化为目的的退火工艺。
均匀化退火的加热温度一般为Ac3+(150~200℃),即1050~1150℃,保温时间一般为10~15h,以保证扩散充分进行,大道消除或减少成 分或组织不均匀的目的。由于扩散退火的加热温度高,时间长,晶粒粗大,为此,扩散退火后再进行完全退火或正火,使组织重新细化。

②完全退火
完全退火又称为重结晶退火,是将铁碳合金完全奥氏体化,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的退火工艺。
完全退火主要用于亚共析钢,一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材,有时也用于它们的焊接构件。完全退火不适用于过共析钢,因为过共析钢 完全退火需加热到Acm以上,在缓慢冷却时,渗碳体会沿奥氏体晶界析出,呈网状分布,导致材料脆性增大,给最终热处理留下隐患。
完全退火的加热温度碳钢一般为Ac3+(30~50℃);合金钢为Ac3+(500~70℃);保温时间则要依据钢材的种类、工件的尺寸、装炉量、所选用 的设备型号等多种因素确定。为了保证过冷奥氏体完全进行珠光体转变,完全退火的冷却必须是缓慢的,随炉冷却到500℃左右出炉空冷。

③不完全退火
不完全退火是将铁碳合金加热到Ac1~Ac3之间温度,达到不完全奥氏体化,随之缓慢冷却的退火工艺。
不完全退火主要适用于中、高碳钢和低合金钢锻轧件等,其目的是细化组织和降低硬度,加热温度为Ac1+(40~60)℃,保温后缓慢冷却。

④等温退火
等温退火是将钢件或毛坯件加热到高于Ac3(或Ac1)温度,保持适当时间后,较快地冷却到珠光体温度区间地某一温度并等温保持,使奥氏体转变为珠光体型组织,然后在空气中冷却的退火工艺。
等温退火工艺应用于中碳合金钢和低合金钢,其目的是细化组织和降低硬度。亚共析钢加热温度为Ac3+(30~50)℃,过共析钢加热温度为Ac3+ (20~40)℃,保持一定时间,随炉冷至稍低于Ar3温度进行等温转变,然后出炉空冷。等温退火组织与硬度比完全退火更为均匀。

⑤球化退火
球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温一段时间,然后缓慢冷却,得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢,如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经轧制、锻造后空冷,所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体,这种组织硬 而脆,不仅难以切削加工,且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。而经球化退火得到的是球状珠光体组织,其中的渗碳体呈球状颗粒,弥散分布在铁素体基体上, 和片状珠光体相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加热时,奥氏体晶粒不易长大,冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对于一些需要改善冷塑性变形(如 冲压、冷镦等)的亚共析钢有时也可采用球化退火。
球化退火加热温度为Ac1+(20~40)℃或Acm-(20~30)℃,保温后等温冷却或直接缓慢冷却。在球化退火时奥氏化是“不完全”的,只是片状珠 光体转变成奥氏体,及少量过剩碳化物溶解。因此,它不可能消除网状碳化物,如过共析钢有网状碳化物存在,则在球化退火前须先进行正火,将其消除,才能保证 球化退火正常进行。
球化退火工艺方法很多,最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温适当时间,然后随炉缓慢冷 却,冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后,随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温,等温时间为其加热保温时间的 1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比,球化退火不仅可缩短周期,而且可使球化组织均匀,并能严格地控制退火后的硬度。

⑥再结晶退火(中间退火)
再结晶退火是经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上,保持适当时间,使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒,以消除形变强化和残余应力的热处理工艺。

⑦去应力退火
去应力退火是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成的以及铸件内存在的残余应力而进行的退火工艺。
锻造、铸造、焊接以及切削加工后的工件内部存在内应力,如不及时消除,将使工件在加工和使用过程中发生变形,影响工件精度。采用去应力退火消除加工过程中产生的内应力十分重要。
去应力退火的加热温度低于相变温度A1,因此,在整个热处理过程中不发生组织转变。内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中消除的。为了使工件内应力消除 得更彻底,在加热时应控制加热温度。一般是低温进炉,然后以100℃/h左右得加热速度加热到规定温度。焊接件得加热温度应略高于600℃。保温时间视情 况而定,通常为2~4h。铸件去应力退火的保温时间取上限,冷却速度控制在(20~50)℃/h,冷至300℃以下才能出炉空冷。

◆ 正火工艺
正火工艺是将钢件加热到Ac3(或Acm)以上30~50℃,保温适当的时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺。把钢件加热到Ac3以上100~150℃的正火则称为高温正火。
对于中、低碳钢的铸、锻件正火的主要目的是细化组织。与退火相比,正火后珠光体片层较细、铁素体晶粒也比较细小,因而强度和硬度较高。
低碳钢由于退火后硬度太低,切削加工时产生粘刀的现象,切削性能差,通过正火提高硬度,可改善切削性能,某些中碳结构钢零件可用正火代替调质,简化热处理工艺。
过共析钢正火加热刀Acm以上,使原先呈网状的渗碳体全部溶入到奥氏体,然后用较快的速度冷却,抑制渗碳体在奥氏体晶界的析出,从而能消除网状碳化物,改善过共析钢的组织。
焊接件要求焊缝强度的零件用正火来改善焊缝组织,保证焊缝强度。
在热处理过程中返修零件必须正火处理,要求力学性能指标的结构零件必须正火后进行调质才能满足力学性能要求。中、高合金钢和大型锻件正火后必须加高温回火来消除正火时产生的内应力。
有些合金钢在锻造时产生部分马氏体转变,形成硬组织。为了消除这种不良组织采取正火时,比正常正火温度高20℃左右加热保温进行正火。
正火工艺比较简便,有利于采用锻造余热正火,可节省能源和缩短生产周期。
正火工艺与操作不当也产生组织缺陷,与退火相似,补救方法基本相同。

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BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan
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ようこそBewise Inc.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな
情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。
弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、
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弊社は各領域に供給できる内容は:
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Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.
BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.
BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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三次元測定機の穴位置精度がどの程度か調べた。

1.条件
1)使用した三次元測定機の型式

           
2)三次元測定機の指示誤差=1軸200ミリで4.8ミクロン
3)室温=20℃±1℃
4)試験方法=φ39.999のリングゲージをテーブル中央に置いて、同じ位置で測定。
5)タッチセンサ種類=トリガタイプ

        下図に原理図を示す。
   

6)スタイラスの長さ=約50ミリ
7)測定子の大きさ=φ4ミリ
8)メンテナンス状況=不明
9)測定値=X・Y軸の位置は最小値を0とした。


2.測定方法




3.結果
測定ポイント4点以上のNO1からNO3迄のみ真円度あり。

NO1
     
   ※X軸に比べてY軸のバラツキがおおいですね。

NO2
     
   ※一番穴径が安定しています。


NO3
     
   ※当てる点数が多いだけに、真円度の誤差が大きいです。


NO4
     
   ※穴径が大きめに出ました。
    また1番はデータから外した方がいいかも知れませんが、一応そのまま出しました。


NO5
     
   ※穴径が一番小さめに出ました。


NO1からNO5の平均値
  
     
   ※一番安定しているのがNO1とNO2でしょうか。


4.備考
1)今回のブリッチ型三次元測定機の各軸移動精度・移動によるたわみ・環境温度の影響などは中クラスで、一般的に使われているとタイプだと思われます。
測定方法は通常NO1とNO3だと思われますが、誤差がそれなりにあります。
通常製品評価は、この測定結果のプリントされた数値で決まります。

2)精度の選択
 製品精度を保障する意味でも、製品が要求する精度に見合う最大許容指示誤差(MPEE)と最大許容プローピング誤差(MPEP)等が重要になり ます。例 えばφ50H7(+0.03-0)なら半径で0.015となり、測定精度0.003程度(製品許容差の1/5)以内が必要になると言われています。

今回試験に使用した指示誤差0.0048の三次元測定機ならば、半径0.025の許容差を越える穴等を評価する場合に使用されるのが適切と考えられます。
※一般的にMPEE等の数値を求めるユーザさんはいないので、それほど心配することもないと思いますが・・・。

参考ですが・・・
最近の最大許容指示誤差(L200)をウエブで検索すると(単位はミクロン)
超高精度=0.55
高精度が=1.9
手動式=3.8
前後となっています。

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