汽车覆盖件表面热处理规范Word文件下载.docx

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Figuer8-8purefuelgasflame

图8纯燃料气体火焰

Thepuregastypeflame（Figure8-8）ischaracterizedbyaheavily

featheredtipthatburnsorange,yellowandblueasitgoesbacktowardthetorchtip.Itisdevelopedasthegasisignitedandthesoot,smokeisadjustedoutoftheflame.

单一气体类型火焰（图8-8）的特点是有各种的羽毛状的橙色，黄色或蓝色火焰，当火焰返回至焊枪顶端。

再根据要求调整火焰

Figuer8-9Carburizingflame碳化火焰

Carburizingflame（Figure8-9）containsanexcessamountoffuel.This

flameisusedduringmostflamehardeningapplicationsandwillyieldaworkpiecesurfacethatisslightlycarburizedandhigherinhardness.Comparedtotheneutralflame,theinnerconeislargerandtendstobecomefeathered.

碳化火焰含有过量的燃油。

大部分的火焰淬火都使用这种。

能够使轻微碳化和硬度较高的工件表面获得屈服。

和中性火焰相比，焰心较大且变为羽毛状。

Figuer8-10Neutralflame中性火

Neutralflame（Figure8-10）isdevelopedbyusingequalamountsofoxygenandfuelmix.Itisusedformostflamehardening,cutting,andheatingapplications.Thisflamewillnotcarburizeordecarburizethesurfaceoftheworkpiece.Noacetylenefeatherappears.

中性火是由等量的氧气和燃料混合产生的。

通常用于大部分的火焰淬火，切割，和加热等，

这种火焰将不碳化或脱碳工件表面。

没有乙炔羽毛状火焰出现。

Figuer8-11-Oxidizingflame氧化焰

Oxidizingflame（Figure8-11）containsanexcessamountofoxygen.Itis

onlyusedonspecificmaterialswherethedevelopmentofdecarburizationwillnotbeaproblem.Comparedtotheneutralflame,theinnerconeissmallerandslightlytighter.

氧化焰含有过量的氧气，只用于脱碳不会有问题的特殊材质，和中性火焰相比，馅心比较小且更紧凑

三、DistortionandSizeChangeduringHardening

淬火过程中的变形和尺寸变化

IsMachiningofToolsandDiesTooClosetoFinishedDimensions

BeforeHardeningaGambleworthTaking?

是在淬火前将工具和模具加工接近精加工尺寸吗?

Thereisanincreasingtrendtomachinetoolsanddiescloserandclosertofinisheddimensionsbeforehardening.Thisisdoneinordertominimizetheneedforfinishmachining（grinding,EDM）ofsteelsinthehardenedcondition,thusloweringmachiningcosts.Unfortunately,thisisadangerouspracticebecausedimensionalchangesthatoccurduringhardeningfrequentlydonotworkoutasplanned.Ifsufficientstockisnotleftonatoolordiepriortoheattreatment,theresultantcombinationofsizechangeand/ordistortionmaymakeitimpossibletofinish-machinetheparttorequireddimensions.Thissectionprovidesanoverviewofthesourcesofstressesthatresultinsizechangeanddistortionoftoolsanddiesinheattreatment.

淬火之前越来越倾向于先将模具等加工的和最终的尺寸越近越好。

这么做目的是将硬化状态下精加工（研磨，电火花）的需要最小化，这样加工的费用就较低。

但是这非常危险，因为淬火中发生的尺寸变化不会像预计的灵验。

如果热处理前，模具等上面的部件没有充分的库存，由于尺寸变化和变形导致的结果可能会使鈑件无法达到精加工的尺寸要求。

这部分内容是导致热处理过程中尺寸变化和变形导致的压力源。

First,itmustbenotedthatnondeformingordistortion-freetoolsteelsdonotexist.Alltoolsteelsaresubjecttoproblemsrelatedtowarpage（bending,bowing,twisting）,

incombinationwithgrowthorshrinkagewhentheyarehardened.Thedegreeofdistortiondependsontheamountofresidualstressesthatdevelopinthesteel.Volumechangesnotonlyresultindimensionalchanges（growthorshrinkage）ofthetoolordie,butalsoincreasetheresidualstresslevel.Thefollowingprovidesanexplanationofthecausesofsizechangeanddistortion:

首先，必须指出不会变形的工具钢是不存在的。

所有的工具钢都收硬化过程中的弯曲，扭曲有关。

变形的程度取决于钢板上的残余应力大小,体积变化不仅仅会导致尺寸变化（变大，变小），也会增加残余应力。

以下位大小变化和变形原因解释。

1.MechanicallyInducedStresses:

机械感应应力

Thesestressesresultfromcold-workingoperations（machining,sawcutting,etc.）.Themagnitudeofthesestressesisindirectproportiontodepth-of-cut,cuttingspeed,etc.Ifthesestressesarenotrelievedbeforeatoolordieisheattreated,theywillbereleasedduringtheheatingforhardeningandmayresultindistortion

（Bending,bowing,and/ortwisting）.

这些应力是由于冷加工导致的（机加，锯切等）导致的。

应力大小和切割深度速度等成正比。

在热处理之前应力未解除，将在硬化加热过程中释放解除导致变形。

（弯曲，顺弯或扭曲。

）

2.ThermalStressInducedFromHeatingandCooling:

加热和冷却导致的感应热应力

Thermallyinducedstressesduringheatingandcoolingalsoincreasetheresidualstresslevelofapart.Whensteelisheatedtothepreheatandhardeningtemperature,itwillexpand.Themassanddesignconfigurationofthetoolordiebeingheattreatedwilldeterminehowuniformlythepartwillexpandduringheating.Lightcrosssectionsexpandmorerapidlyandwillreachtemperaturebeforeheavysections.Thesurfacesofheavycrosssectionswillreachtemperaturebeforeinteriorsections.Thenotedtemperaturedifferencesresultindifferentialratesofexpansionbetweenlightandheavysections,andthesurfaceandinteriorsections.Thisdifferentialexpansionwillresultinanincreaseoftheresidualstressesuntilsuchtimeasthepartisatuniformtemperaturethroughout.加热和冷却中导致的热感应应力也会使鈑件残余应力增加。

当钢板加热到预热和硬化温度就会变大。

热处理的设计结构将决定鈑件在加热过程中变大的一致性。

较轻的扩快，比重的部分更快达到温度。

重的部分比内侧更快达到要求的温度。

温差导致膨胀率的不同，从而导致残余应力的增加，直到鈑件完全达到一直温度。

Whenthesamepartiscooledduringthequenchingcycle,thereversehappens.Lightcrosssectionsandthesurfacesoftheheaviersectionsofthetoolordiecoolfasterthaneithertheheavycrosssectionsortheinterior.Thesetemperaturedifferencesalsoresultindifferentialcontraction,whichinturnresultsinadditionalresidualstressdevelopment.

当相同的鈑件在淬火中冷却，会发生相反的情况。

较轻的部分和较重的部分表面比较重的横截面和内部冷却的快。

温差导致不同程度的收缩，导致额外的残余应力。

3.TransformationStressesFromHeatingandCooling:

加热和冷却导致的应力转换

Transformationstresses,whichdeveloponheatingandcooling,arealsoresponsibleforinducingresidualstresses.Whenthesteelbeingheatedforhardeningreaches

itscriticaltemperatureonheating,theexistingannealedmicrostructuretransforms

toaustenite.Thistransformationtoausteniteresultsinshrinkageofthepartbecauseausteniteissmallerinvolumethantheannealedstructurefromwhichitdevelops.Afteralloftheannealedmicrostructureistransformedtoausteniteonfurtherheatingtothehardeningtemperature,thepartbeginstoexpandagain.

应力转换同样和感应残余应力有关系。

当用于硬化的加热的钢板达到关键温度，现有的退火微观结构转变为奥氏体。

之后会使鈑件缩水，因为奥氏体的体积比退火结构小。

当在硬化温度下，通过进一步加热使所有的微观结构完全转化为奥氏体，鈑件又会再次扩大。

Alloftheexpansionandcontractiondiscussedthusfarwilloccuratdifferentratesinlightcrosssectionsasopposedtoheavycrosssections,surfacelocationsasopposedtointeriorlocations,etc.Inthisway,stresslevelsarecompoundedaspartgeometriesexpandandcontractatdifferenttimesduringheatingandcooling.

到目前为止讨论将发生在不同的时间，发生的膨胀和缩水，鈑件的各个部分的变化率是不同的。

这样的话，应力水平也是作为鈑件几何扩张和收缩的一部分。

Transformationalsooccursoncoolingduringthequench.Theausteniteformedonheatingtothehardeningtemperaturetransformstomartensiteduringthequench.Martensiteislargerinvolumeperunitofmassthaneithertheaustenitefromwhichittransformedortheannealedstructurethatexistedbeforeheattreatment.Again,becausethetransformationtakesplacefasterinlightcrosssectionsasopposedtoheavycrosssectionsandatsurfacelocationsasopposed

tointeriorlocations,differentialstresseswilloccurinthepartbeingprocessed.

在淬火过程中也会发生冷却变形。

奥氏体变为马氏体，在淬火过程中。

马氏体的单位体积比奥氏体以及热处理前的退火结构大。

变形的速度和上述情况是一致的，鈑件各个部分会产生不同的应力。

4.StressCombination:

应力组合

Thecombinationofresidualstressesfrommachining,andthermalandtransformationstressesthatoccurduringhardening,mayresultinthedistortionofatoolordie.Suchdistortioncanbeminimizedbyrelievingmachiningstressespriortohardeningandbyheatingtothehardeningtemperatureataratethatwillresultinminimaltemperaturedifferentialinthepart.Whilestressesthatoccuronheatingwillberelievedwhensoakingatthehardeningtemperatureisaccomplished,thedistortionthatoccursmaynotbereversed.Likewise,thecombinationofthermalandtransformationstressesuponcooling（quenching）mayalsoresultindistortion,whichwillnotberemovedbysubsequenttempering.

机加和热镀造成的残余应力和淬火过程产生的变形应力组合在一起，会导致鈑件或模具变形，要想将变形最小化，可以在淬火之前减少加工应力，以及加热至淬火温度以使鈑件的各部分的温差最小化。

当淬火温度下可以达到均热处理，加热导致的应力将会被解除。

由此导致的变形也不会被取消。

这样，淬火的热力和变形应力也会导致变形，后续的回火也不能解除这个变形。

5.VolumeChangesFromTransformation:

变形造成的体积变化

Onquenching,theoveralldimensionsofthepartwillchangeduetothegrowthinheattreatmentdescribedabove.Theamountofgrowthhasbeenfoundtobepartlydependentonsteeltype.Thefollowingtableshowstheexpectedgrowthofvarioustypesoftoolsteelsinheattreatment.Notethatshrinkagemaydevelopon

agivendimensioniffulltransformationofaustenitetomartensiteisnotrealized.

淬火中，鈑件的整体大小也会变化，如上所述。

增大的比例部分取决于钢材类型。

以下表格就是不同类型的钢板在热处理过程中的预期增大情况。

如果没有达到奥氏体到马氏体的完全转换，在给定的尺寸上也会发生收缩。

GROWTHOFVARIOUSTYPESOFTOOLSTEELS-

增长点的各种工具钢类型

SteelType钢材类型ExpectedGrowth预期增长

（In.perIn.ofToolDimensions）WaterHardening（W1,W2,etc）水淬火+0.002/0.004

OilHardening（O1,O6,etc）油淬火+0.0015

AirHardening（A2,A6,S7,H13,etc.）气体淬火+0.001

AirHardening（D2）气体淬火±

0.0005

Caution:

Thevaluesinthetablearenotabsolute.Experienceindicatesthatpartsize,mass,geometry,andsteeltypeplayrolesindictatingthatdimensionsofthepartwill"

grow"

inheattreatmentandwhichwill“shrink.”Forexample,along,thinrectangularshapethathardensthroughcompletelyinheattreatmentwillgrowinalldimensions（i.e.,width,thickness,andlength）.However,along,thickrectangula