产品质量的重要环节热处理工序控制

1、Rongsheng Machinery Manufacture LTD.of Huabei Oilfield,Hebei,机械加工的重要环节热处理工序控制,工艺基础与质量控制系列技术专题讲座,主要内容,一 在机械加工中热处理工序的地位 二 在机械加工中热处理工序的作用 三 零件热处理的前期准备 四 热处理质量对于产品质量的影响,荣盛公司,一 在机械加工中热处理工序的地位,国家层面,中国机械工业联合会,中国热处理行业协会,中国机械工程协会热处理协会,国家质量监督检验检疫局,全国热处理标准化技术委员会,（国家对热处理行业共制定了94个标准，以适应不同行业、不同材料对热处理工艺的要求）,荣盛公司,铸

2、造,锻造,热处理,焊接,表面处理,之一,制造业基础工艺,提升我国机械制造行业整体水平的关键性行业,荣盛公司,行业层面,一 在机械加工中热处理工序的地位,热处理大概念,整体热处理,表面热处理,化学热处理,退火,正火,淬火,回火,调质,等8小类以上,表面淬火（感应、火焰等）,热涂层如物理气相沉积等,渗碳,渗氮,碳氮共渗,等7小类以上,（按照工艺类型分类）,（透热）,（表面强化）,（表面强化）,荣盛公司,一 在机械加工中热处理工序的地位,技术层面,荣盛公司,一 在机械加工中热处理工序的地位,按加热分类,按冷却分类,可控气氛,真空,盐浴,感应,激光,等离子,空气,油,水,盐水,有机聚合物水溶液,等十三

3、大类,目标,原材料（铸锻件型材）,生产寿命长 功能强 可靠性好 质量轻 体积小,性能改进 质量控制,改变材料内部的组织结构 大幅度改变材料使用和工艺性能,热处理方法,荣盛公司,应用层面,一 在机械加工中热处理工序的地位,模具和冲头,寿命提高了几百倍,寿命提高了接近十倍,寿命提高接近十倍,淬火+回火,碳氮共渗,表面离子镀,荣盛公司,一 在机械加工中热处理工序的地位,实例,充分发挥材料潜力提高质量和寿命,决定质量好坏和寿命长短,热处理,热处理,热处理水平的高低是最终产品内在品质与使用性能的决定性因素之一，仿制出外形相同类似的产品，但使用寿命和可靠性往往相差几倍之巨，,关键工序,决定作用,结 构 件

4、,刀具工模具,荣盛公司,一 在机械加工中热处理工序的地位,应用层面,是实现我国从制造大国向制造强国转变必须突破的重要基础工艺之一,机械制造市场竞争力之一,提高性能重要手段,机械制造业基础工艺之一,机械制造业振兴和发展重要支撑作用,形成自主核心技术、增强产品市场竞争力的手段,荣盛公司,热处理地位,一 在机械加工中热处理工序的地位,总结,重 要,决定了产品的内在品质通过选材和适当的热处理方法，使材料获得优良的使用性能 在产品的成型制造过程中不可缺少几乎所有的金属材料都要经过热处理（黑色和有色金属） 同一种材料，通过热处理方法可以实现不同的力学性能，满足不同的需要 热处理好坏决定了一个产品的寿命,荣

5、盛公司,一 在机械加工中热处理工序的地位,荣盛公司,一 在机械加工中热处理工序的地位,热处理,基础原材料,零配件,机械制造行业,其它各制造行业,上游,下游,荣盛公司,一 在机械加工中热处理工序的地位,成型过程,汽车零部件和机械基础件行业由于市场规模大，对热处理行业需求的影响较为显著；航空零部件、工程机械零部件等行业近年来迅猛发展，已成为热处理行业新的增长点 未能实现计算机模拟技术的精密控制,荣盛公司,一 在机械加工中热处理工序的地位,主要内容,一 在机械加工中热处理工序的地位 二 在机械加工中热处理工序的作用 三 零件热处理的前期准备 四 热处理质量对于产品质量的影响,荣盛公司,荣盛公司,二

6、在机械加工中热处理工序的作用,将切削加工工艺与热处理工艺进行密切配合， 将有效地提高金属零件的制造水平,二 在机械加工中热处理工序的作用,热处理技术是机械制造技术的主要组成部分，是强化金属材料，发挥其潜在能力的重要工艺措施，是保证和提高机械产品质量和寿命的关键技术。通过适当的热处理技术，能最大限度发挥材料潜力，保证和提高产品所要求的力学性能和工艺性能。由相同成分的材料所制成的零件，通过热处理，其寿命和性能将会有数倍、数十倍甚至数百倍的提高。世界工业发展表明，机械工业制造技术的先进性是产品竞争能力的保证，而热处理技术的先进程度，则是保证机械产品质量的关键性因素。 对于金属整个工件而言，改变力学性

7、能指标：改变硬度、提高韧性、调整力学性能、消除应力。 金属表面而言，改变化学成分、力学性能指标和物理性能指标,荣盛公司,低中碳合金钢,经过热处理提高性能 发挥潜力,齿轮热处理,寿命提高几倍到几十倍,普通材料渗合金,可代替某些不锈钢耐热钢,所有工模具用钢,经过热处理才能够使用,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,广义,强 大,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,提高金属材料的切削和加工精度 减少金属材料的应力腐蚀开裂 提高金属断裂韧性,安 全,可 靠,寿 命,在机械加工工艺流程中承上启下（对生产的制约作用） 在产品使用过程中发挥产品的设计功能 在产品寿命周期中确保无故障运行 经久

8、耐用 实现特殊性能要求赋予特殊物理化学性能,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,热处理工艺路线: 零件在热处理过程中，往往由几个热处理工序组成加工过程，它们按照一定的顺序合理地排列，使零件获得所要求的各项性能，这种热处理工序的排列叫做热处理工艺路线。,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,在机械加工工艺流程中承上启下,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,在机械加工工艺流程中承上启下,预处理工序位置在粗加工工序之前，为粗加工和后续 热处理服务 主要热处理工序位置在粗加工工序和精加工工序中间 最终热处理工序位置在所有加工完成之后,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,在

9、机械加工工艺流程中承上启下,锻造正火粗加工调质精加工,锻造正火粗加工渗碳淬火精加工,锻造正火粗加工调质精加工氮化,锻造正火粗加工调质精加工去应力,铸件、锻件或焊接件 正火或退火,锻造球化退火粗加工淬火回火精加工,提高材料的切削性能和加工精度预处理为机械加工服务，比如低硬度粘性大的提高硬度，减少刀具磨损（粘刀）降低硬度使机加工更容易进行。,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,在机械加工工艺流程中承上启下，预处理的作用,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,通过预先热处理，可以消除或减少冶金及热加工过程产 生的材料缺陷，并为以后切削加工及热处理准备良好的组织 状态，从而保证材料的切削

10、性能、加工精度和减少变形,如齿坯材料在切削加工中，当齿坯硬度偏低时会产生粘 刀现象，在前倾面上形成积屑瘤，使被加工零件的表面光洁度 降低。而对齿坯材料进行正火不完全淬火处理，切屑容易碎 裂，形成粘刀的倾向性减少，并随着齿坯硬度的提高，切屑从 带状向挤裂状过渡，从而减少了粘刀现象，提高了切削性能。,预 处 理和后处理,前期正火或退火目的 为提高零件的使用性能和为最终热处理做组织准备 安排中应特别注意冷热加工工序的，使上道工序为下道工衔接序创造条件。为提高零件的使用性能和为最终热处理做组织准备,满足设计所需的强度和韧性要求 均匀组织 经久耐用 更好发挥材料应有的作用 更加耐蚀,热 处 理,荣盛公司

11、,二 在机械加工中热处理工序的作用,在机械加工工艺流程中承上启下（对生产制约或促进作用）,在机械加工工艺流程中承上启下（对生产制约或促进作用） 在产品使用过程中发挥产品的设计功能 在产品寿命周期中确保无故障运行 经久耐用 实现特殊性能要求赋予特殊物理化学性能,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,在机械加工工艺流程中承上启下（对生产制约或促进作用） 在产品使用过程中发挥产品的设计功能 在产品寿命周期中确保无故障运行 经久耐用 实现特殊性能要求赋予特殊物理化学性能,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,在机械加工工艺流程中承上启下（对生产制约或促进作用） 在产品使用过程中发挥产品的设

12、计功能 在产品寿命周期中确保无故障运行 经久耐用 实现特殊性能要求赋予特殊物理化学性能,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,表面处理和化学热处理方法 物理性能： 耐磨损 金属或非金属 耐高温 涂镀层 导电导热性能 绝缘性能 化学性能：耐蚀合金 涂镀层 耐腐蚀,荣盛公司,二 在机械加工中热处理工序的作用,4 实现特殊性能要求赋予特殊物理化学性能,主要内容,一 在机械加工中热处理工序的地位 二 在机械加工中热处理工序的作用 三 零件热处理的前期准备 四 热处理质量对于产品质量的影响,荣盛公司,荣盛公司,三 零件热处理的前期准备,全面的技术信息是热处理质量的基本保证。 原材料信息传递原材料的

13、来料状态(材料传递单、委托单) 工艺流程方案之前加工状态、之后加工状态 工件实测实际达到加工效果 技术准备合理技术要求是关键，根据材料牌号和工件大小选择合适的力学性能指标 工装准备 工艺文件准备,四 热处理质量对于产品质量的影响,一 在机械加工中热处理工序的地位 二 在机械加工中热处理工序的作用 三 零件热处理的前期准备 四 热处理质量对于产品质量的影响,荣盛公司,好方面,荣盛公司,四 热处理质量对于产品质量的影响,不 好,软 点,变 形,性能指标不合格,表层氧化脱碳,荣盛公司,开 裂,不良组织,四 热处理质量对于产品质量的影响,硬度不均匀 组织状态不均匀 在热处理过程中内应力过大 直接结果

14、在产品设计指标不达标,荣盛公司,淬火硬度或软点,造成局部变形或腐蚀,局部腐蚀或过度磨损,变形或开裂,早期失效,四 热处理质量对于产品质量的影响,硬度不均匀 原因,热处理设备的原因 原材料本身遗留原因：偏析、组织状态不均匀,纠正措施,保护淬火槽 通过前处理方法正火 或退火改善,荣盛公司,四 热处理质量对于产品质量的影响,组织状态不均匀 原因,热处理设备的原因 原材料本身遗留原因：偏析、组织状态不均匀,纠正措施,加热设备和淬火槽完好 通过前处理方法正火 或退火改善,荣盛公司,四 热处理质量对于产品质量的影响,内应力过大 原因,原材料本身遗留：偏析、组织状态不均匀、铸造和锻造缺陷 加热和冷却方式,纠正措施,通过前处理方法正火 或退火改善 加热设备和淬火槽 合理配置,