减小热处理变形的措施

为了减少热处理过程中的零件变形现象，热处理生产厂家都会采用不同的热处理工艺和其他措施减少热处理零件变形。热加工网小编今天为大家分享减少热处理变形的方法。

　　热处理炉的温度测量与控制

　　热处理过程由加热、保温和冷却三个阶段组成。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。在热处理工艺中，需要各种加热炉，通过加热炉对金属零件进行热处理（退火、淬火、回火、化学热处理的渗碳、渗氨、渗铝、渗铬或去氢、去氧等）。因此，加热炉内的温度测量就成为热处理的重要工艺参数测量。每一种热处理工艺规范中，温度是很重要的检测指标。如果温度测量不准确，热处理工艺就不能得到正确的执行，从而造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是热处理工艺的关键，也是减少零件变形的关键因素。

　　正火或等温退火

　　正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。正火硬度过高、混晶、大量索氏体或魏氏组织都会使内孔变形增大，所以要用正火或等温退火来对零件进行处理。金属的正火、退火以及在进行淬火之前的调质，都会对金属最终的变形量产生重要影响，从而影响金属组织结构上的变化。在正火时采用等温淬火可有效地使金属组织结构趋于均匀，从减少零件的变形量。

　　冷却方法

　　金属淬火后冷却过程对变形的影响也是很重要的一个变形原因。热油淬火比冷油淬火变形小，一般控制在１００℃±２０℃。油的冷却能力对零件变形至关重要的。淬火的搅拌方式和速度对金属零件的变形产生重要影响。金属热处理冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大，零件的变形也越大。可以在保证零件硬度的前提下，尽量采用预冷，采用分级冷却淬火能显著减少金属淬火时产生的热应力和组织应力，可大大减少一些形状较复杂工件变形。对一些特别复杂或精度要求较高的工件，利用等温淬火大大减少变形现象的产生。

　　零件结构

　　金属热处理冷却过程中，薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少工件厚薄悬殊，零件截面力求均匀，以减少过渡区因应力集中产生畸变和开裂倾向，工件应尽量保持结构与材料成分和组织的对称性，以减少由于冷却不均引起的畸变。工件应尽量避免尖锐棱角、沟槽等，在工件的厚薄交界处、台阶处要有圆角过渡。尽量减少工件上的孔、槽筋结构不对称，厚度不均匀零件采用预留加工量的方法减少零件的变形。

　　装夹方式及夹具

　　合理的工装可以提高热处理的质量和效率，减少零件的变形。目的使工件加热冷却均匀，以减少热应力不均，组织应力不均，来减小变形。可通过改变装夹方式，盘类零件与油面垂直，轴类零件立装，使用补偿垫圈，支承垫圈，叠加垫圈等，减少零件的变形现象。

　　机械加工

　　当热处理是工件加工过程的最后工序时，热处理畸变的允许值应满足图样上规定的工件尺寸，而畸变量要根据上道工序加工尺寸确定。应按照工件的畸变规律，热处理前进行尺寸的预修正，使热处理畸变处于合格范围内。当热处理是中间工序时，热处理前的加工余量应视为机加工余量和热处理畸变量之和。通常机械加工余量易于确定，而热处理由于影响因素多比较复杂，因此为机械加工留出足够的加工余量，其余均可作为热处理允许畸变量。热处理后再加工，根据工件的变形规律，使用反变形、收缩端预胀孔，提高淬火后零件的合格率。

　　淬火介质

       淬火介质是保证零件热处理效果和质量的重要热处理材料。在保证同样硬度要求的前提下，采用油性介质，在条件无差异的前提下，油性介质的冷却速度较慢，而水性介质的冷却速度则相对较快。和油性介质相比，水温变化对水性介质冷却特性的影响较大，在同样的热处理条件下，油性介质相对水性介质淬火后的变形量要相对小。

热处理是提高零件质量和性能，减少变形的主要途径。为了减少零件的畸变，可以采用合理的热处理工艺、热处理工装、淬火介质等措施。