螺丝刀材热料热处理实验告.doc

螺丝刀材热料热处理实验报告 学号： 120306126 姓名： 陈 伟 目录一、绪论 1、螺丝刀1.1、螺丝刀的规格 2、工具钢发展与展望二、实验方案及实验方法 1、材料的选择 1.1、T8钢材 1.2、W18Cr4V 1.3、T10A钢 2、T10A的热处理过程 2.1、预备热处理 2.2、最终热处理三、结果与分析 1、硬度与误差分析 2、金相组织与误差分析四、总结五、参考文献六、致谢一.绪论1、螺丝刀 screwdriver 一种用来拧转螺丝钉以迫使其就位的工具,通常有一个薄楔形头,可插入螺丝钉头的槽缝或凹口内学名“改锥”。主要有一字（负号）和十字（正号）两种。常见的还有六角螺丝刀，包括内六角和外六角两种。螺丝起子又有区分为传统螺丝起子（英文：Screwdriver）和棘轮螺丝起子（电动螺丝起子）（英文：Ratchet screwdriver）。传统螺丝起子是由一个塑胶手把外加一个可以锁螺丝的铁棒，而棘轮螺丝起子则是由一个塑胶手把外加一个棘轮机构。后者让锁螺丝的铁棒可以顺时针或逆时针空转，借由空转的机能达到促进锁螺丝的效率，而不需逐次将动力驱动器（手）转回原本的位置。用处：修理手机时，打开机壳需要用螺丝刀（有的手机外壳是按扣行的不用螺丝刀）。而采用螺丝的大多用内六角螺丝钉；不同的手机有不同的规格，一般有T5、T6、T7、T8等几种，有些机型还装有特殊的螺丝钉，需要用专用的螺丝刀。另外还需要准备一些小一字起、小梅花螺丝刀。在选配这类工具时,可应选用A、B套批的，它几乎包括了所有手机的开壳工具。在打开机壳时，要根据机壳上固定螺丝钉的种类和规格选用合适的螺丝刀。如果选用不适当，就可能把螺丝钉的槽拧平，产生打滑的现象。1.1、 螺丝刀的规格 1.一字螺丝刀的型号表示为刀头宽度*刀杆。例如275mm，则表示刀头宽度为2mm，杆长为75mm（非全长）。2.十字螺丝刀的型号表示为刀头大小*刀杆。例如275mm，则表示刀头为2号，金属杆长为75mm（非全长）。有些厂家以PH2来表示2，实际为一样的。您可以以刀杆的粗细来大致估计刀头的大小，不过工业上是以刀头大小来区分的。型号为0、1、2、3对应的金属杆粗细大致为3.0mm、5.0mm、6.0mm、8.0mm。 螺丝刀头型分类：螺丝刀按不同的头型可以分为一字、十字、米字、星型（电脑）、方头、六角头、Y型头部等等，其中一字和十字是我们生活中最常用的，像安装、维修这类都要用到，可以说只要有螺丝的地方就要用到螺丝刀。六角头用的不多，常用内六角扳手，像一些机器上好多螺丝都带内六角孔，方便多角度使力。星型的大的看到也不多，小的星型常用于拆修手机，硬盘，笔记本，等，我们把小的螺丝刀叫钟表批，常用星型T6，T8，十字PH0，PH00这类。 头部表示：一字 SLOTTED 十字 PHILLIPS 米字 POZI 星型 TORX 方头 SQUARE 六角 HEXGONAL 其中加粗的字母后面加数字就表示槽号了。例如：十字，PH1 PH2 PH3 以上几种型号都有标准以及量规可以测试。 星型的常用规格有：T5T6 T7 T8 T9 T10 T15 T20 T25 T27 T30 T40 T45 T50 十字的常用规格：PH000 PH00 PH0 PH1 PH2 PH3，越靠前的越小 螺丝刀的规格描述：表示为头型*长度，比如一字6*100，6是杆子的头型也是杆子的直径，100是杆子的长度（长度不含手柄部分），十字PH2X100，PH2是头型，100是杆子的长度。单位：毫米。十字螺丝刀从小到最大一般有7个规格ph000 ph00 ph0 ph1 ph2 ph3 ph4螺丝刀杆直径和 规格的大致关系:4mm4.5mm的杆一般做到十字Ph1, 可以涵盖ph000 ph00 ph0 ph1这个系列基本属于是精密系列,拆装小型电子设备,眼镜,手表,收音机,录音机之类的.必备! 这个以套装为主,其中ph000非常小,用的不是很多，6mm的杆一般用于十字 Ph2规格,这个是中型螺丝刀里最最常用的一个规格,所以可以单独买一把,用于显示器,收音机,电视机等外壳紧固螺丝,变压器固定等等,木工电批做家具上门螺丝的也是一个Ph2头打天下.8mm的杆用于Ph3, 10mm的杆用于Ph4,基本是机械设备上可能用到,电子组装中用的可能性很少,除非是做电箱控制器.所以十字螺丝刀配置的组合方案大致是:4mm杆以下的精密螺丝刀套装+ 独立的Ph2螺丝刀一把如果考虑套装的柄太细不好着力,也可单独配置Ph1的螺丝刀一把.不配置也问题不大.一字没什么太大讲究,就不说了星批的种类很多,一般套装从T6起,但是一些现代手机已经最小用到T5,所以一般是套装+ T5一把就可以打天下了.常用螺丝刀型号的规格如下：星形六角：T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10（几乎可拆所有六角螺丝的手机） M形（U形、叉形）：M2.6（最通用的U型螺丝刀规格）Y形（三角）：Y2.0、Y3.0（Y型螺丝的手机，小灵通，座充等，通吃）型：2.0、2.3（拆一些三角形的螺丝，很少用到，但备用还是必要的）型：1、2（特殊的五角螺丝手机也照拆）十字：1.0、1.5、2.0、3.0（PSP，MP4，MP3，数码等用到）一字：1.0、1.5、2.0、3.0（钟表系列）内六角：H1.5、H2.0、H2.5、H3.0、H4等螺丝刀没有圆头的，因为圆头的根本没有扭拒。一字就是要保证有扭拒，而十字能让力量分布得更均匀。按动力源来分有手动螺丝刀的和电动螺丝刀；按批头或者刀头来分有一字(flat head)和十字(phillips)，行业里面是根据批头来说的。它的尺寸又有两种.一种是公制的,就是我们常说的以MM为单位的.比方说那些尺寸.还有的是英制的,它是英寸为单位的,比方1/4,3/16,这个数字乘25就是公制尺寸了。质量上乘的螺丝刀的刀头 是用硬度比较高的弹簧钢做的。 其中加粗的字母后面加数字就表示槽号了。例如：十字，PH1 PH2 PH3 以上几种型号都有标准以及量规可以测试。 星型的常用规格有：T5T6 T7 T8 T9 T10 T15 T20 T25 T27 T30 T40 T45 T50 十字的常用规格：PH000 PH00 PH0 PH1 PH2 PH3，越靠前的越小 螺丝刀的规格描述：表示为头型*长度，比如一字6*100，6是杆子的头型也是杆子的直径，100是杆子的长度（长度不含手柄部分），十字PH2X100，PH2是头型，100是杆子的长度。单位：毫米。十字螺丝刀从小到最大一般有7个规格ph000 ph00 ph0 ph1 ph2 ph3 ph4螺丝刀杆直径和 规格的大致关系:4mm4.5mm的杆一般做到十字Ph1, 可以涵盖ph000 ph00 ph0 ph1这个系列基本属于是精密系列,拆装小型电子设备,眼镜,手表,收音机,录音机之类的.必备! 这个以套装为主,其中ph000非常小,用的不是很多，6mm的杆一般用于十字 Ph2规格,这个是中型螺丝刀里最最常用的一个规格,所以可以单独买一把,用于显示器,收音机,电视机等外壳紧固螺丝,变压器固定等等,木工电批做家具上门螺丝的也是一个Ph2头打天下.8mm的杆用于Ph3, 10mm的杆用于Ph4,基本是机械设备上可能用到,电子组装中用的可能性很少,除非是做电箱控制器.所以十字螺丝刀配置的组合方案大致是:4mm杆以下的精密螺丝刀套装+ 独立的Ph2螺丝刀一把如果考虑套装的柄太细不好着力,也可单独配置Ph1的螺丝刀一把.不配置也问题不大.一字没什么太大讲究,就不说了星批的种类很多,一般套装从T6起,但是一些现代手机已经最小用到T5,所以一般是套装+ T5一把就可以打天下了.常用螺丝刀型号的规格如下：星形六角：T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10（几乎可拆所有六角螺丝的手机） M形（U形、叉形）：M2.6（最通用的U型螺丝刀规格）Y形（三角）：Y2.0、Y3.0（Y型螺丝的手机，小灵通，座充等，通吃）型：2.0、2.3（拆一些三角形的螺丝，很少用到，但备用还是必要的）型：1、2（特殊的五角螺丝手机也照拆）十字：1.0、1.5、2.0、3.0（PSP，MP4，MP3，数码等用到）一字：1.0、1.5、2.0、3.0（钟表系列）内六角：H1.5、H2.0、H2.5、H3.0、H4等螺丝刀没有圆头的，因为圆头的根本没有扭拒。一字就是要保证有扭拒，而十字能让力量分布得更均匀。按动力源来分有手动螺丝刀的和电动螺丝刀；按批头或者刀头来分有一字(flat head)和十字(phillips)，行业里面是根据批头来说的。它的尺寸又有两种.一种是公制的,就是我们常说的以MM为单位的.比方说那些尺寸.还有的是英制的,它是英寸为单位的,比方1/4,3/16,这个数字乘25就是公制尺寸了。质量上乘的螺丝刀的刀头 是用硬度比较高的弹簧钢做的。忽视的开发课题。二实验方案及实验方法 1、材料的选择 1.1、T8钢材 材料名称：碳素工具钢牌号：T8标准：GB/T 1298-19861.1.1、特性及适用范围：性能和用途与T8和T8A相似，淬透性较好，可用于制造断面较大的工具。1.1.2、化学成份：碳 C ：0.800.90硅 Si：0.35锰 Mn：0.400.60硫 S ：0.020磷 P ：0.030铬 Cr：答应残余含量0.25、0.1.1.3、特性及适用范围：性能和用途与T8和T8A相似，淬透性较好，可用于制造断面较大的工具。1.1.4、化学成份：碳 C ：0.800.90硅 Si：0.35锰 Mn：0.400.60硫 S ：0.020磷 P ：0.030铬 Cr：答应残余含量0.25、0.10(制造铅浴淬火钢丝时)镍 Ni：答应残余含量0.20、0.12(制造铅浴淬火钢丝时)铜 Cu：答应残余含量0.30、0.20(制造铅浴淬火钢丝时)注：答应残余含量Cr Ni Cu0.40(制造铅浴淬火钢丝时)1.1.5、力学性能：硬度 ：退火,187HB,压痕直径4.40mm;淬火,62HRC1.1.6、热处理规范：热处理规范：试样淬火780800,水冷。 1.2、 W18Cr4V W18Cr4V是一种高速钢，硬度为6265HRC,适用于切削工具例如麻花锚，拉刀、攻牙、铣洗、切断、绞刀及其它。以绩效而言，W18Cr4V是全方位钢种，在热硬性要求不最重要的情况下可被用于切削方面。W18Cr4V也适用于冷间的应用；举例来说在工具用来作冲孔、成形、冲压、及其它。 1.2.1、化学成分（%）： 碳：0.70 Si:0.40 锰：0.40 铬：3.80-4.40 钒：1.0-1.40 钼：0.30 磷：0.03 硫：0.01 W：17-19 1.2.2、主要用途： W18Cr4V是一极高速度钢适用于切削工具例如麻花锚，拉刀、攻牙、铣洗、切断、绞刀及其它。 以绩效而言，W18Cr4V是全方位钢种，在热硬性要求不最重要的情况下可被用于切削方面。 W18Cr4V也适用于冷间的应用； 举例来说在工具用来作冲孔、成形、冲压、及其它。 本钢是兼具耐磨耗性和高韧性优越组合的高合金的冷间作业的钢种。 1.2.3、特性： 高耐磨性、高抗压强度、淬硬后高的表面硬度、优良的整体淬透性、良好的表面处理加工性、优良的抗回火软化性； 1.2.4、物理性能： 温度:：20 200 400 密度：Kg/m3 8260 8120 8060 弹性模量：N/mm2 225000 200000 180000 热膨胀系数1/：- 12.1x10-6 12.6x10-6 热传导系数W/m：24.0 28.0 27.0 比热J/kg： 420 510 600 1.2.5、热处理方式： 热处理工艺为前处理是退火，温度为870880度，保温23小时，然后800一840度预热,从1270一1280度分级淬火,分级温度为580一620,然后再560度进行三次回火,回火时保温1小时.W18Cr4V含大量的合金元素:塑性差,导热性差,在快速加热时的热应力使之变形开裂,所以要在加热到淬火温度1270一1280度在800一840预热,对形状复杂者,还应在500一650增加一次预热.V,W等起主要起提高红硬性的元素要很高的温度下才溶解,但过高的温度又会使晶粒粗大,且W等合金元素都缩小A区,使得共析与共晶温度提高,因而选择1270一1280度.采用直接空冷,会析析出二次碳化物,从而降低钢的红硬性.淬火后的组织为M十碳化物十残余A(多达30%)在550一570度回火析出WC等引起二次硬化,A分解,析C,降低合金元素含量,使Ms上升,从而造成二次淬火,一次回火,还有15%的残余A,二次回火残余A3%一5%,三次回火,只有1%一2%,最终得回火组织M十碳化物十极少量残余奥氏体。1.2.6、组织结构：W18Cr4V的铸态组织包括呈骨骼状的、碳化物片状与马氏体或屈氏体相间排列的莱氏体，以及黑色组织(偏析)和白色组织(马氏体和残余奥氏体)。高速钢的铸态组织和化学成分尤其不均匀，而且热处理也不能改变，因而必须进行压力加工，将粗大的共晶碳化物打碎，并使其均匀分布，然后再用以制造各种刃具及模具五创金属。1.3、T10A1.3.1、T10A概述T10A碳素工具钢,强度及耐磨性均较T8和T9高,但热硬性低,淬透性不高且淬火变形大，晶粒细,在淬火加热时不易过热,仍能保持细晶粒组织;淬火后钢中有未溶的过剩碳化物,所以耐磨性高,用于制造具有锋利刀口和有少许韧性的工具。适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具，也可用作不受较大冲击的耐磨零件。1.3.2、T10A特性T10A是最常见的一种碳素工具钢，韧度适中，生产成本低，经热处理后硬度能达到60HRC以上，但是，此钢淬透性低，且耐热性差（250），在淬火加热时不易过热，仍保持细晶粒。韧性尚可，强度及耐磨性均较T7-T9高些，但热硬性低，淬透性仍然不高，淬火变形大。1.3.3、化学成分碳 C ：0.951.04 硅 Si：0.35锰 Mn：0.40 硫 S ：0.020 磷 P ：0.030 铬 Cr：允许残余含量0.25、0.10(制造铅浴淬火钢丝时) 镍 Ni：允许残余含量0.20、0.12(制造铅浴淬火钢丝时) 铜 Cu：允许残余含量0.30、0.20(制造铅浴淬火钢丝时) 注：允许残余含量Cr+Ni+Cu0.40(制造铅浴淬火钢丝时) 1.3.4、力学性能 硬度：退火,197HB,压痕直径4.30mm;淬火,62HRC。 1.3.5、热处理方式 热处理方式：试样淬火760780,水冷。 钢推荐的淬火规范方案加热温度/冷却硬度（HRC）冷却介质冷却介质温度/延续冷却到20770790水5%食盐水溶液5%10%碱水溶液204020402040至200250至200250至200250油冷油冷油冷626462656264790810锭子油或变压器油熔融硝盐熔碱中加4%6%水2040150180150180至204035min35min空冷空冷626462646264注：1.方案用于防止淬火时形成软点； 2.方案和用于直径或厚度小于68min的工件； 3.方案可用于直径或厚度达1020mm的工件。 表2-22-8 T10钢的冷处理淬火方案冷却温度/用途硬度增量（HRC）-50高精度工件尺寸稳定化12注：冷处理在淬火后不超过1h进行。经过综合对比，T10A适合做此试验。 2、T10A的热处理 2.1、预备热处理(球化退火) 锻造后为了给后序的加工、最终热处理工序作好准备, 应消除锻件内的应力, 改善组织, 并使其具有合适的硬度和稳定细小的组织, 以利于机械加工。因此锻件要在毛坏状态下进行预先热处理。T10A 碳素工具钢, 一般采取球化退火, 使渗碳体成球状均匀分布, 若锻件沿晶界出现网状碳化物时, 则先进行正火处理, 消除网状碳化物, 然后进行球化退火。通常采用球化退火, 以获得铁素体机体上分布的细小均匀的粒状碳化物组织。表1 球化退火工艺参数 钢号 加热 等温 温度/ 时间/ h 温度/ 时间/ h 空冷 硬度 T10A 750 780 2 3 680 700 3 5 炉冷至500空冷 HB197 22、最终热处理（淬火+低温回火） 2.2.1、淬火( 1) 淬火温度T10A 淬透性低。需要用水冷却, 容易产生变形和淬裂, 另外碳素工具钢对过热敏感, 晶粒容易长大, 其淬火温度一般是在碳化物与奥氏体共存的两相区内, 这是由于碳化物的存在不仅可以阻止奥氏体的长大, 使碳素工具钢保持较小晶粒, 从而能在高硬度条件下保证具有一定的韧性; 而且剩余碳化物的存在也有利于模具耐磨性的提高。为防止过热, 选取最低的淬火加热温度( 760 780 ) , 是获得最好机械性能的关键,为防止淬火开裂, 必须在淬火方法上实现均匀冷却 。( 2) 加热、保温时间的确定由于加热时间与模具的材质、工件大小有关。升温时间因工件大小而异, 保温时间依材质而不同, 加热时间不可取一定值, 加热时间的长短直接影响模具的组织性能。为保证T10A 冷作模具基体奥氏体化, 碳化物溶解, 必须有一定保温时间, 保温时间本公司采用15 25 min。日本大和久等所著热处理108 招秘诀提出了一些便于生产应用的加热时间公式:升温时间= f ( 模具工件尺寸, 30 min/ 25 mm)保温时间= f ( 钢材材质) SK 钢材加热时间= 保温时间+ 升温时间对于T10A 冷作模具加热时间= 30 min/ 25 mm+ 15 20min2.2.2、回火模具在淬火或电火花加工后应及时进行回火处理, 回火温度应根据模具的硬度性能要求选择不同的回火温度, 以获得不同强度、韧性及硬度要求, T10A 碳素工具钢在不同回火温度下的硬度如表 表2 T10A 碳素工具钢在不同回火温度下的硬度钢号 达到下列硬度(HRC) 范围的回火温度/T10A 45 50 50 54 54 58 58 62360 380 300 320 250 270 160 180三、结果与分析1、硬度与误差分析（HRC） 1.1、硬度名称/次数123456平均值热处理前37.5313131.538.539.534.8球化退火61165687淬火62.56364.5615261.60.7低温回火555555565055.554.41.2、 误差分析 热处理前：硬度偏高，因为材料在切割过程中，使材料的两个面都切割成了斜面，在硬度测试过程中，使材料处于歪斜状态，所以使材料的硬度升高。应该在切割完成后在砂轮机上把有斜面的一端磨平； 球化退火：硬度偏低，因为在球化退火后，没有将材料的表面用砂轮机磨削，因为在球化退火后，材料的表面经过球化退火后，存在氧化皮和铁素体，使硬度降低。应该在球化退火完了，将材料要打硬度一端的表面的氧化皮和铁素体用砂轮机磨掉。2、金相组织与误差分析 原始组织： 分析：因为在磨完金想的时候，腐蚀没有完全，所以看不清组织。 球化退火： 淬火组织： 低温回火组织：分析：球化退火：因为表面有氧化皮还有铁素体，所以有部分的组织看不见；淬火：磨完金相后，腐蚀不够完全，所以组织不够清楚；低温回火：在腐蚀后，材料表面有大量的斑点。四、总结实验是每一个大学生必须拥有的一段经历，它使我们在实践中了解社会、在实践中巩固知识；实验又是对每一位大学生专业知识的一种检验，它让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,既开阔了视野，又增长了见识，为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础，也是我们走向工作岗位的第一步。通过此次实验，让我学到了很多课堂上根本学不到的东西，仿佛自己一下子成熟了，懂得了做人做事的道理，也懂得了学习的意义，时间的宝贵，人生的真谛。明白人世间一生不可能都是一帆风顺的，只要勇敢去面对人生中的每个驿站!这让我清楚地感到了自己肩上的重任，看清了自己的人生方向，也让我认识到了金相检验仔细认真的工作态度，要有一种平和的