五金螺丝及其热处理.ppt

1 主要內容1鋼及熱處理基本概念2五金螺絲制程3五金螺絲熱處理4五金螺絲檢測技術 2 1 1金屬相結構 金屬結構 面心fcc 體心bcc 密排hpc合金化結構 固溶體 A B原子能以不同的比例混合 形成與某組元相同的晶體結構 如置換式 間隙式 如鐵素體 化合物 異類原子能以固定的比例混合 形成與組元均不相同的復雜晶體結構 如Fe3C TiC 3 Fe C相圖 鐵 碳相圖 4 1 2熱處理基本概念將各種金屬在固態下施以不同的加熱 保溫和冷卻 以改變其內部組織結構 獲得所需性能的一種加工工藝 基本的類型 退火 正火 淬火 回火等四種 加熱方式 電熱 燃料熱 爐型 真空爐 箱式爐 鹽浴爐 感應爐 滲碳 氮爐 燃料爐 5 隨爐緩慢冷卻 奧氏體向珠光體轉變 消除殘余內應力 成份均勻化 組織穩定化 降低鋼的硬度利于加工等 1 2 1退火 6 1 2 2熱處理工藝 正火在靜止的空氣中冷卻 奧氏體轉變為細珠光體組織 正火目的 A 消除网狀碳化物 改善切削加工性 B 細化晶粒和消除內應力 C 正火代替退火作預先熱處理 D 不太重要工件可在正火狀態下使用 1 2 3熱處理工藝 淬火奧氏體化保溫 適當速度冷卻 馬氏體 貝氏體組織的 淬火目的 高硬度 高強度 配合以不同溫度的回火 獲得所需的力學性能 7 深冷處理 淬火冷卻至 以下 目的 減少殘余奧氏體 穩定組織及呎寸 提高強度 耐磨性 1 2 4熱處理工藝 深冷處理 1 2 5熱處理工藝 回火 鋼件淬硬后 再加熱到低於Ac1保溫 冷卻到室溫 回火目的 A 合理地調整力學性能 B 穩定組織 從而保證工件使用過程中的尺寸 形狀不變 C 降低或消除淬火內應力 以減少工件的變形並防止開裂 A 250 以下低溫回火 回火馬氏體 殘餘奧氏體組織 B 350 500 中溫回火 回火托氏體 殘餘奧氏體組織 C 500 650 高溫回火 回火索氏體 殘餘奧氏體組織 8 1 2 5熱處理工藝涉及的變化組織變化 如奧氏體 珠光體 馬氏體 碳化物性能變化 各個相組織的性能不同 呎寸變化 組織應力及熱應力作用 真空爐 1 2 6加熱 冷卻設備 箱式爐 台車爐 井式爐 10 滲碳爐 連續氣氛保護退火爐 冷卻 氣冷 空冷 油冷 水冷 深冷 前言螺絲用材料碳鋼 佔95 有相應國際規範 低碳鋼 易削鋼 不銹鋼 JISB1055有規定銅 採購者與製造商自定鋁材 採購者與製造商自定 12 1 低碳鋼 螺絲 螺絲 螺母 用材料 2 易切削鋼 螺母 3 中碳鋼 螺母 13 素材 1018 拉伸絲 退火 拉成品絲 至3 5mm 冷打頭部成形 牙紋成型 熱處理 電鍍 選別 呎寸檢測 性能檢驗 包裝入庫 出庫 2五金螺絲制程 素材盤元 冷拉細徑 5 0 3 6mm 退火 700 x4hr 14 2五金螺絲制程 冷打頭部成形 切斷 倒角 凸緣 壓花 拉成品絲 如至3 5mm 15 2五金螺絲制程 續 熱處理滲碳 920 淬火 850 870 回火 250 350 牙紋成型 搓絲板 16 2五金螺絲制程 續 選別 排除差異呎寸 電鍍 滾鍍 3 1退火3 2滲碳熱處理3 3淬火 回火3 4滲碳熱處理后組織 3 1退火 700 x4hr 拉長組織 正多邊形化 冷加工組織形態 3 2滲碳熱處理A滲碳過程滲劑的反應 活性碳原子滲劑的擴散 活性碳原子由滲碳介質遷移到工件表面相界面的反應 碳原子擴散 由於表面 芯部濃度梯度而向內部擴散金屬中的反應 碳在鐵中達到一定程度后形成新相 20 3熱處理應用 五金螺絲熱處理 B滲碳工藝滲碳溫度的選擇碳溶解度 滲層深度 晶粒度滲碳時間滲層深度碳氣氛 紅外線法或氧探頭法控制爐內碳勢 21 3熱處理應用 五金螺絲熱處理 C滲碳后淬回火 直接淬火 低溫回火預冷 減少變形 表面析出碳化物而減少殘余奧氏體量 要避免芯部析出先共析鐵素體低回 250 350度 22 3 4螺絲滲碳熱處理后組織表面 馬氏體基體 黑色 少量碳化物 殘余奧氏體過渡層 馬氏體 殘餘奧氏體芯部 低碳馬氏體或索氏體 珠光體 鐵素體組織 23 3 4不合格組織實例 芯部硬度偏低 索氏體基體 先共析鐵素體可能為淬火預冷溫度過低 板條馬氏體基體 塊狀鐵素體可能為滲碳不足 24 3 4不合格組織實例 芯部硬度偏高 板條馬氏體 少量塊狀鐵素體可能為過滲碳或回火溫度不足 板條馬氏體 部分鐵素體 3 5合格組織實例 4五金螺絲檢驗技術 自攻螺絲的機械和功能性要求與測試 自攻螺絲 在基材之預鑽孔中自行攻鑽出所配合陰螺紋的一種有螺紋緊固件 具有高鬆能力 且可以裝卸 形狀呎寸 專利設計 性能上仍依國際標準 應用 電腦機箱的組合 如長城 Camcar 4 1機械性能規定及檢驗機械性能項目 表面 芯部硬度 滲碳深度 抗拉強度 抗扭強度 大部分使用AISI1018 1022碳鋼經滲碳熱處理后來達到規範要求 表面硬度 非常硬的表面以便進行螺紋攻入成型或切削 45HRC以上 測量 硬度計在螺絲頭部的頂面或螺絲尾端 或杆部位置檢查 注意荷重 不壓穿滲碳層 去除表面電鍍層SAE仲裁方法 a鑲埋 b95 以上的縱剖面 c300g荷重 在表面0 05mm的位置量測 d符合最低要求 芯部硬度 28 38HRC之間 甚至有些規定盡量不要超過36HRC以免電鍍后造成氫脆化的危險 量測 沿中心線縱剖或橫剖 在螺紋截斷面上靠近尾端完全螺紋處 由在離中心線1 4螺紋小徑內測試 滲碳深度 太淺螺紋無法進行組裝作業 太深延展性會受到影響 脆化 規定如下表 有效滲碳深度 A金相法 組織的明顯變化 B硬度法 仲裁法 測試位置須在螺紋 含95 以上 中心縱剖面的螺紋牙腹中間點上 硬度差異或硬度明顯變化 抗拉強度 適用於三角螺紋螺絲應組裝於拉伸試驗機上露出至少6牙 施以軸向的力量於螺頭下承面上直到斷裂 測試速度25mm min 抗拉強度應是拉伸過程中的最大荷重值 扭力強度 測試設施及扭力要求 4 2延展性測試 延展性 滲碳 淬火 回火熱處理 為避免熱處理不當導致過硬而脆性增加致破斷 通過需測試其延展性 韌性 狀況 夾緊荷重與保護扭矩測試 螺絲鎖入鐵板后所能達到規定的鎖緊負荷 扭矩的能力 略 快速測