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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改变金属的性能。例如,这些工艺允许改变钢的物理特性。热处理一般包括加热或冷却。

热处理工艺

热处理的工艺各不相同。重要的因素包括:

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

热处理一般会使金属零件变硬。这一过程也可能最终影响金属工件的其他性能。一些改进包括延展性,强度,韧性,内部应力的存在和承受加工而不破裂或变脆的能力。

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一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试样的内部。

常见的热处理

几个世纪以来,金属制造商已经开发了许多热处理技术。包括淬火、退火、表面淬火、感应淬火、正火和回火。

淬火

淬火是指快速冷却热金属部件以提高硬度。快速冷却在微观水平上影响金属的结构。

流程细节

通常,金属制造商将金属加热到高温,然后在水或油等液体浴中淬火。一些生产设施用惰性气体代替液浴。淬火有时会产生脆性零件,除非与回火结合。

好处

硬金属零件是淬火过程的结果。

应用程序

金属制造商使用淬火来产生硬化的金属部件,包括齿轮。

退火

在退火过程中,金属制造商软化金属以获得更大的延展性。

流程细节

软化是通过将金属加热到指定温度以上再结晶一段指定时间后再冷却而发生的。

好处

这一过程提高了许多种类的金属的延展性,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应用。

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渗碳或氮化与热源结合,通过碳或氮原子的扩散使表面增韧。

好处

现代表面硬化是在高度控制的条件下发生的。

应用程序

这个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

一个感应线圈通常围绕着一个工件。它加热金属。

好处

这一过程发生在大规模生产环境中。

应用程序

这个过程使汽车车轴变硬。

正常化

正规化涉及到亚铁合金的退火。

流程细节

再加热通常发生在很高的温度下。

好处

正火将降低脆性,使金属零件不太可能断裂。

应用程序

需要大量加工的钢制零件通常得益于正规化。

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,金属制造商会重新加热金属,通常会达到很高的温度,然后让工件在指定的时间内逐渐冷却。在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回火。

热处理的应用和好处

热处理金属部件有许多好处。这些包括硬化和软化金属,以提高耐磨性和降低脆性。在许多情况下,热处理部件的寿命更长,并能更有效地抵抗恶劣环境中的腐蚀。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导致应变或破裂的内部应力来增加延展性。

总的来说,这种应力消除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,并在某些情况下,修改组成金属的电磁性能。

硬化的金属

一些金属热处理工艺,如表面淬火和感应淬火,提高了金属工件的硬度。金属零件制造商可以采用这些工艺来提高零件的强度和磨损性能。例如,发动机齿轮制造商为了增强部件在日常操作中承受大量摩擦和压力的能力,通常会对金属进行硬化。

特定的金属淬火工艺可以在成本和制造资源方面产生显著的差异。例如,表面硬化通常依赖于一个连续的热源,例如鼓风炉。相比之下,感应淬火利用加热过程中的电磁电流。

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。例如,在过去,制造商采用这些工艺来增强零件在恶劣环境下的应力缓解性能。软化通常使一个部分不那么脆弱,更有弹性。

为了提高金属部件的预期寿命,公司有时会在精加工阶段进行热处理。例如,热处理可以提高金属的内部应力消除能力。华体会电子体育平台软化硬金属部件可以增强韧性。


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