鑄造加工工藝流程中,熱處理工藝的目的主要有以下幾方面:
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細化晶粒:通過正火、淬火等熱處理工藝,可使鑄件內(nèi)部的晶粒細化,從而提高鑄件的強度、韌性和耐磨性等機械性能。例如,正火處理后的鑄鋼件,其晶粒會變得更加細小,組織更加均勻,力學(xué)性能得到顯著提升。
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消除組織缺陷:鑄造過程中可能會產(chǎn)生氣孔、夾雜、偏析等缺陷,導(dǎo)致強度、塑性和韌性降低。退火等熱處理工藝可以使金屬內(nèi)部的原子或分子重新排列,改善組織的均勻性,減少或消除這些缺陷,提高鑄件的質(zhì)量和性能。
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鑄造應(yīng)力:鑄件在凝固和冷卻過程中,由于各部分冷卻速度不均勻,會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。若不及時消除,在后續(xù)的加工或使用過程中,鑄件可能會出現(xiàn)變形、開裂等問題。退火、時效處理等可以通過緩慢冷卻或長時間保溫,使鑄件內(nèi)部的應(yīng)力得到釋放和松弛,穩(wěn)定尺寸,防止變形和開裂。
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加工應(yīng)力:鑄件在機械加工過程中,如切削、磨削等,會產(chǎn)生新的應(yīng)力。通過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚缁鼗?,可以消除這些加工應(yīng)力,提高鑄件的尺寸穩(wěn)定性和使用壽命。
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提高硬度和強度:淬火、正火等熱處理工藝能夠使鑄件獲得更高的硬度和強度,滿足不同工作條件下對鑄件的使用要求。例如,對于一些需要承受較大載荷和磨損的機床鑄件,通過淬火和回火處理,可以顯著提高其表面硬度和整體強度,增強耐磨性和抗疲勞性能。
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改善韌性和塑性:退火、回火等工藝可以降低鑄件的硬度,提高其韌性和塑性,使鑄件在受到?jīng)_擊或外力作用時不易斷裂,增加其安全性和可靠性。對于一些需要承受沖擊載荷的鑄件,如汽車、拖拉機的曲軸、連桿等,通常會采用正火或調(diào)質(zhì)處理來提高其韌性和綜合力學(xué)性能。
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降低硬度:對于硬度較高的鑄件,如一些高碳鋼或合金鋼鑄件,在切削加工前進行退火處理,可以降低其硬度,改善切削加工性能,減少刀具的磨損,提高加工效率和加工精度。
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提高表面質(zhì)量:通過熱處理可以使鑄件表面的組織結(jié)構(gòu)更加致密、均勻,減少表面粗糙度,提高鑄件的表面質(zhì)量,為后續(xù)的表面處理和涂裝等工序提供良好的基礎(chǔ)。
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改變表面化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu):通過化學(xué)熱處理、表面淬火等表面熱處理工藝,可以在鑄件表面形成一層具有特殊性能的硬化層或保護膜,提高其耐腐蝕性、抗氧化性和耐磨性等。例如,對一些不銹鋼鑄件進行固溶處理和時效處理,可以提高其耐晶間腐蝕性能。
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形成穩(wěn)定的氧化膜:在一定的熱處理條件下,鑄件表面會形成一層致密、穩(wěn)定的氧化膜,如氧化鋁、氧化鉻等,這層氧化膜可以阻止外界介質(zhì)與鑄件內(nèi)部金屬的進一步接觸,從而提高鑄件的耐腐蝕性和抗氧化性。