常用材料及热处理
一、 夹具常用材料
1、 Q235
Q235是普通碳素结构钢又称作A3钢,屈服强度在235MPa。
Q235韧性和塑性较好,有一定的伸长率,具有良好的焊接性能和热加工性。Q235一般在热轧状态下使用,用其轧制的型钢、钢筋、钢板、钢管可用于制造各种焊接结构件、桥梁及一般不重要的机器零件,如螺栓、拉杆、铆钉、套环和连杆等,C、D级用于重要的焊接结构。
夹具中Q235常用于base、角座、立板、转接块、销座等不与车身件直接接触的受力零件。
(注:Q235里面分Q235A 、Q235B 、Q235C、Q235D:A,B,C,D,所指的是它们性能中冲击温度的不同。分别为:Q235A级,是不做冲击;Q235B级,是20度常温冲击;Q235C级,是0度冲击;Q235D级,是-20度冲击。在不同的冲击温度,冲击的数值也有所不同)。
2、45钢
45钢指含碳量为0.45%的常用中碳调质结构钢。
45钢强度较高,塑形和韧性尚好,切削性良好,调质后有很好的综合力学性能。用于制作承受载荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件,以及对心部强度要求不高的表面淬火件,如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向,形状复杂的零件应在热水或者油中淬火。焊接性差,但仍可焊接,焊前预热,焊后退火。
夹具中45钢常经过表面热处理(型面硬度HRC45以上)后用于与型面(非外观面)接触的型块,具有较好的强度和耐磨性。
(注:参考对应钢号:中国GB标准钢号45;日本JIS标准钢号S45C/S48C;德国DIN标准钢号C45;英国BS标准钢号IC45/080A47;法国AFNOR标准钢号CC45;法国NF标准钢号C45;意大利UNI标准钢号C45;比利时NBN标准钢号C45-1;美国AISI/SAE标准钢号1045;国际标准化组织ISO标准钢号C45E4)。
3、20Cr
20Cr是一种含碳量0.20%含铬量1%的合金结构钢,淬透性低,常做渗碳处理(油淬)。
20Cr一般用来制作截面尺寸小于30mm、形状简单、心部强度和韧性要求较高、表面受磨损的渗碳或氰化件,如齿轮/凸轮活塞销等,渗碳表面硬度HRC56~62
夹具中20Cr常经过表面处理后,用于工件定位销及一些受磨损的心轴类零件。
(注:夹具定位销表面常用的镀层:a)镀铬:表面呈银
二、 热处理简介
1、 热处理分类
热处理分为整体热处理、表面热处理。
1)整体热处理
整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,获得需要的金相组织,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。通俗的叫法是“四把火”。
a.退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。
b.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。
c.淬火是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬火介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆,为了及时消除脆性,一般需要及时回火。
d.为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可。
退火
钢的退火工艺种类很多,根据加热温度可分为两大类:一类是在临界温度(Ac1或Ac3)以上的退火,又称为相变重结晶退火,包括完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火(均匀化退火)等;另一类是在临界温度以下的退火,包括再结晶退火及去应力退火等。按照冷却方式,退火可分为等温退火和连续冷却退火。
退火目的:
② 降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工
②细化晶粒,均匀钢的组织,改善钢的性能及为以后的热处理做准备
③消除钢中的内应力。防止零件加工后变形及开裂
1. 完全退火
完全退火一般简称为退火,它是将工件加热至临界温度Ac3以上30~50℃,保温后,缓慢冷却。实际操作中冷却方式一般是随炉缓慢冷却(或埋在沙中冷却)。
这种退火主要用于亚共析(含碳量小于0.77%)成分的各种碳钢和合金钢的铸、锻件及热轧型材,有时也用于焊接结构。可以起到细化晶粒,均匀组织,降低硬度,充分消除内应力的作用。一般常作为一些非重要工件的最终热处理,或作为某些工件的预先热处理。
2. 球化退火
球化退火是将工件加热到Ac1以上10~20℃,保温后
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