哈工大热处理原理与工艺大作业-手工锯条的热处理

手工锯条的热处理工艺,小组成员,吴冰廖名情胡悦刘博慧李香李耘飞,目录,失效方式与性能要求,手工锯条基本分类,2,3,4,8,1,5,6,7,锯条用途与服役条件,手工锯条原材料,加工工序,热处理工艺,质量检查事项和方法,热处理缺陷及解决,锯条的用途与服役条件,用途手工锯条的主要用于切割和切断材料服役条件手工锯条在使用过程中要承受弯曲、扭转、剪切应力和振动等负荷作用；同时还要受到工件和切屑的强烈摩擦作用，表面产生大量的热量。,1,失效方式与性能要求,2,断裂失效锯条在使用过程中是手工操作，由于双手用力不均匀，使锯条弯曲或者扭转变形，以及在振动的作用下，锯条断裂失效。同时锯条强韧性不足会引起锯条掉齿。,磨损失效锯条在使用过程中，锯条一直与被切削材料以及切屑相互摩擦，引起锯齿钝化失效。同时在摩擦过程产生大量热，使锯条硬度下降，磨损加剧。,要求锯条有足够的塑形和韧性，如锯条弯成直径200mm的半圆不折断。,要求锯条具有高于被切削材料的硬度，有锯条有足够的耐磨性，以及足够的红硬性。硬度一般达到6266HRC。,3,手工锯条基本分类,按照齿形进行分类,手工锯条原材料,4,（1）碳素工具钢，如T8、T8A-T12、T12A钢（2）渗碳钢（3）高速钢，如W2Mo9Cr4V2（4）弹簧钢，如65Mn,加工工序,5,原材料,锻造,球化退火,最终热处理,粗加工,精加工,5,加工工序,5.1原料准备选定材料，T10钢，准备好原料的板材。5.2锻造利用加工硬化，提高强度和硬度。5.3球化退火对原材料进行退火，主要是降低硬度以及均匀化组织，从而改善其切削加工性能，为机加工做准备。5.4粗加工采用剪板机加工成长条，按规定尺寸加工（长宽厚：（300-310）（10-11）1mm）。将锯条两端冲压成圆弧状，同时两端头圆孔眼一同加工出来。采用刨床，将成批锯条卡夹好，将锯齿加工出来，在刨床加工时锯齿是一反一正斜齿形状。5.5最终热处理通过淬火提高材料的硬度以及耐磨性能，再通过过共析钢的回火，进一步提高硬度，同时减少内应力以及残余应力。5.6精加工热处理完毕后，进一步精细加工，达到要求。,热处理工艺,6,6.1预备热处理-球化退火（箱式炉）,6.1.2球化退火工艺参数,6.1.1球化退火目的,降低硬度，改善切削性能；获得均匀组织，改善热处理工艺性能；为后面的切削作准备工作。,6,热处理工艺,6.1.3球化退火工艺曲线,6.1.4处理后组织性能退火后组织为球状珠光体，硬度HRC20。（降低硬度，利于加工）,热处理工艺,6,6.2淬火（箱式炉）,6.2.1淬火目的,提高锯条的硬度、耐磨性能。,6.2.2淬火工艺参数,6.2.3淬火工艺曲线,温度选择说明：高于Ac1以上3050目的是为了保证工件内部各部分温度均高于AC1。但若温度过高，超过Accm以上温度，处于单相奥氏体区，碳化物溶解，奥氏体晶粒长大，淬火后得到片状马氏体（孪晶马氏体），其显微裂纹增加，脆性增大，淬火开裂倾向也增大。由于碳化物的溶解，奥氏体中含碳量增加，淬火后残余奥氏体量增多，钢的硬度和耐磨性降低。,6,热处理工艺,6.2.4淬火后的组织性能,此淬火为过共析钢的不完全淬火，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的球状碳化物。这种组织不仅有高的强度和硬度、高的耐磨性，而且也有较好的韧性。,6,热处理工艺,6,热处理工艺,6.3低温回火（箱式炉）,6.3.1低温回火的目的,提高硬度，耐磨性；使有足够的强度和韧性；淬火后存有较大淬火内应力和较多的显微裂纹，应及时回火以消除内应力和残余应力。,6.3.2回火工艺参数,6.3.3回火工艺曲线,6.3.4回火后的组织性能,回火后组织为回火马氏体和少量残余奥氏体，其硬度可达到HRC62-66.,6,热处理工艺,6.4正火（盐浴炉）,6.4.1正火的目的,针对锯条两端头安装孔部分的20mm长处进行局部加热正火，提高安装孔处的韧性，以免在使用时折断。,6.4.2正火工艺参数,6,热处理工艺,6.4.3正火工艺曲线,6.4.4正火后的组织性能,正火后得到片层间距较小的珠光体，其韧性提高，硬度下降。,6,热处理工艺,使用浴炉对锯条两端头进行局部加热正火。工件在浴炉中加热，具有加热速度快、温度均匀和不宜氧化和脱碳等优点。,质量检查事项和方法,7,根据手用钢锯条标准GB/T14764-2008可知技术要求及相应的检验方法有：,7.1尺寸要求及检测尺寸要求见下表，锯条尺寸采用通用量具测量，应符合下表的规定，测量齿距时，采用工具显微镜测量，在一支锯条上测相邻连续六齿，取其平均值。,质量检查事项和方法,7,7.2形状公差要求及检测其侧面平面度、齿部、背部直线度检验如图5所示，把锯条自由放置在平板上，用塞尺测量最大部位，要达到其侧面平面度不大于2mm，齿部和背部直线度不大于1.5mm。,7.3硬度要求与检测锯条的硬度试验按GB/230.1的规定进行，试验部位为锯条两端50mm除外的齿部，试验后硬度达到所需硬度。,质量检查事项和方法,7,7.4弯曲性能及检测对于全硬型锯条，将其围绕在半径R125mm的半圆柱体上作弯曲试验（如下左图）；对于挠性型锯条，将其围绕在直径=60mm的圆柱体上作弯曲试验（见下右图）。对于二者都要求，松开后，不得产生裂纹。,7.5表面质量及检测未经表面处理的锯条，表面应无裂纹、锈斑等缺陷，且表面应有防锈涂层；经涂漆和其他表面处理的锯条表面应色泽均匀，不应有气孔、起层、露底、锈斑等影响保护性能和使用寿命的缺陷。检测时候采用目测即可。,热处理缺陷及解决,8,8.1出现淬火软点，造成锯齿局部硬度不够，易早期磨损。原因：由于材料T10（含碳量1%左右）含碳量较高，淬火气氛不当，造成脱碳，或者由于锯齿的齿根有尖锐部分，从而造成局部冷却不足。因此造成出现淬火后硬度较低的小区域，即淬火软点。解决方案：在具有一定碳势的气氛中进行淬火；将锯齿的根部倒圆角处理，同时均匀冷却介质，如搅拌，或者进行强制对流。,8.2含碳量较高，退火时候易出现石墨化，从而增加了脆性和降低了硬度。原因：碳素工具钢，含碳量高，而退火处理时，温度过高或者保温时间过长，或者冷却缓慢，使钢中渗碳体发生石墨化过程，在石墨周围形成大块铁素体，最后导致工件硬度不足和脆性增加。解决方案：选取合适的退火温度和保温时间以及退火冷却速度；或者更换含碳量低的钢种，再经过渗碳处理。,8,热处理缺陷及解决,8.3.锯齿的韧性不够，易造成崩齿脆断。原因：由于淬火时候，内应力较大，产生微裂纹，而低温回火后，还有残余应力与微裂纹，从而造成锯齿的韧性不够，从而造成崩齿。解决方案：合适选择回火时间与回火温度；采用双金属片结构，及锯齿采用韧性比较好的高速钢，保证具有较好的硬度与韧性的配合，带体采用韧性较好的弹簧钢，如65Mn等，同时可适当提高回火温度或者回火保温时间。,附：参考文献,1.夏立芳编.金属热处理工艺学（修订版）M.哈尔滨工业大学出版社.哈尔滨.2008.052.GB/T14764-2008,手用钢锯条