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渗碳钢切削工艺中正火炉的运用分析

编辑:临朐昱华热处理设备厂时间:2022-03-08

  钢材的切削性能是指切削难易程度,通过切削效率(如刀具耐用度V60,即连续切削60分钟的切削速度、钢材零件的表面质量(相同切削条件下的表面粗糙度)来衡量,和切削能量(相同切削条件下的切削力、功和热)。

  当钢的成分相同或相似时,增进钢零件可加工性的主要途径是降低钢的强度和硬度,以及钢的韧性和塑性。然而,在大多数情况下,强度、硬度、韧性和塑性是一个接一个的。为了增进高塑性和高韧性渗碳钢的切削性能,通常较好适当增进硬度和强度,降低韧性和塑性。合金渗碳齿轮钢锻坯在正火炉中锻造后,由于奥氏体晶粒大,碳浓度分布均匀,单件空冷速度大,容易获得贝氏体(主要是由贝氏体铁素体和马氏体/奥氏体岛组成的粒状贝氏体)。强度和韧性相对较高,这会恶化切削性能。

  然而,当使用正火炉进行普通正火时,如果使用标准中规定的正火加热温度,由于温度低、奥氏体晶粒小和堆冷却,冷却速度小且不均匀(表面冷却快,铁芯冷却慢,但可以获得铁素体和珠光体)(F+P组织,但硬度和强度往往太低,韧性和塑性太高,切削性能不好。如果采用吹风加速冷却,表面钢件容易出现贝氏体,使切削性能恶化,因此不适合每个锻件获得F+P组织具有较低的强度、硬度、韧性和塑性。

  试验表明,当珠光体(P)的机械性能一定(在相同温度下形成)时,合金渗碳钢的切削力主要取决于宏观硬度(F+P)的综合硬度。受铁素体显微硬度影响越明显,铁素体硬度越低,切削力越小。对于正火炉中组织为F+P的正火渗碳钢零件,铁素体(F)为基体相,约占80%~90%,珠光体P约占20%~10%。

  钢中先共析铁素体晶粒的力学性能是确定的,但它们受晶粒尺寸和形貌的影响。晶粒尺寸对强度、塑性和韧性的影响可以看出,随着铁素体晶粒的减少,钢的屈服强度显著增进,冲击韧性也略有增加,但伸长率没有降低。因此,为了增进钢的切削性能,有需要获得较粗的铁素体晶粒。

渗碳钢切削工艺中正火炉的运用分析

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