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1、Page:1/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班材料熱處理與硬度材料熱處理與硬度課時：2H課型:(理論，講座）適用對象：生技改善人員學員數：8人硬件設施：電腦及投影機製作:梅樹平11/0210指導：李四海審核：李四海Page:2/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班目錄目錄第1章 熱處理之基本概念第2章 硬度之基本概念第3章 熱處理之四“火”第4章 合金鋼性能及熱處理第5章 鋁合金性能及熱處理第6章 常用熱處理
2、材料之選用第7章 化學熱處理之基本概念Page:3/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第1章章 熱處理之基本概念熱處理之基本概念v 基本概念 鋼的熱處理就是將鋼在固態下施以不同的加熱、保溫和冷卻，以改變其內部組織結構，獲得所需性能的一種加工工藝。在大多數熱處理工藝中，鋼加熱的目的主要是獲得奧氏體組織，因此習慣上把鋼從室溫組織加熱到奧氏體狀態的過程稱為鋼的奧氏體化.Page:4/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精
3、英班第第2章章 硬度之基本概念硬度之基本概念v 基本概念v 硬度即指材料反抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或划痕的实力，它是各種零件和工具必須具備的性能指標之一，也是熱處理主要的質量檢驗標準。v 檢測方法 v 就是用确定幾何形狀的壓頭，在确定載荷下，壓入被測金屬材料表面，根據被壓入程度來測定其硬度值。硬度檢測的方法很多，有壓入硬度測定法(如佈氏硬度、洛氏硬度等);回跳硬度測定法(如肖氏硬度、里氏硬度)等，而在現場生產中常用的是壓入硬度測定法，即佈氏硬度、洛氏硬度等。Page:5/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能
4、精英班精英班第第2章章 硬度之基本概念硬度之基本概念v 表示方法表示方法 Page:6/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第3章章 熱處理之四熱處理之四“火火”v 概念概念Page:7/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第3章章 熱處理之四熱處理之四“火火”v 目的目的 Page:8/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班
5、精英班第第3章章 熱處理之四熱處理之四“火火”v 四火之退火四火之退火 Page:9/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第3章章 熱處理之四熱處理之四“火火”v 四火之回火四火之回火 Page:10/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第4章章 合金鋼性能及熱處理合金鋼性能及熱處理v 調質鋼調質鋼(調質處理調質處理)v一一.調質鋼的基本性能要求調質鋼的基本性能要求:v1.1.良好的綜合機械性能良好的綜合機械
6、性能:綜合機械性綜合機械性能是指強度與韌性的协作，即滿足能是指強度與韌性的协作，即滿足韌性的情下，韌性的情下，v爭取盡可能高的強度。爭取盡可能高的強度。v2.2.足夠的淬透性足夠的淬透性:才能保證零件獲得才能保證零件獲得回火索氏體組織，具有良好的綜合回火索氏體組織，具有良好的綜合機械性能。機械性能。v3.3.良好的工藝性能，價格便宜。良好的工藝性能，價格便宜。v二二.化學成分特點化學成分特點:v1.1.含碳量含碳量0.250.50%;0.250.50%;v2.2.合金元素合金元素:v(1).(1).提高淬透性提高淬透性:主加元素有主加元素有Mn Mn 12%12%，Cr 12%Cr 12%，其
7、它有，其它有NiNi、Mo;Mo;v(2).(2).提高回火穩定性提高回火穩定性:V:V、WW、MoMo、Cr;Cr;v(3).(3).細化奧氏體晶粒細化奧氏體晶粒:V:V、Ti;Ti;v(4).(4).抑制其次類回火脆性抑制其次類回火脆性:Mo:Mo、WW。v三三.常用調質鋼的分類常用調質鋼的分類:v1.1.低淬透性調質鋼低淬透性調質鋼:油淬直徑最大為油淬直徑最大為3040mm3040mm，40Cr40Cr、45Mn245Mn2、40MnB;40MnB;v2.2.中淬透性調質鋼中淬透性調質鋼:油淬直徑油淬直徑4060mm4060mm，40CrNi40CrNi、35CrMo;35CrMo;v3
8、.3.高淬透性調質鋼高淬透性調質鋼:油淬臨界直徑大油淬臨界直徑大於於60100mm60100mm，40CrNiMo;40CrNiMo;v4.4.含鋁滲氮專用鋼含鋁滲氮專用鋼:38CrMoAlA:38CrMoAlA。v四四.熱處理工藝特點熱處理工藝特點:淬火淬火+高溫回火。高溫回火。Page:11/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班v 彈簧鋼彈簧鋼v一一.彈簧鋼的性能要求彈簧鋼的性能要求:v1.1.有高的彈性極限有高的彈性極限;v2.2.高的疲勞極限高的疲勞極限;v3.3.要有确定的韌性要有确定的韌性;
9、v4.4.淬火回火要求有足夠的淬透性，低的過熱淬火回火要求有足夠的淬透性，低的過熱敏感性和不易脫碳。敏感性和不易脫碳。v二二.化學成分特點化學成分特點:v1.1.含碳量含碳量:碳鋼碳鋼0.60.9%0.60.9%，合金鋼，合金鋼0.50.75%;0.50.75%;v2.2.合金元素合金元素:v(1).(1).強化鐵素體強化鐵素體:Mn:Mn、Si Si，提高鋼的屈服強度，提高鋼的屈服強度;v(2).(2).提高淬透性提高淬透性:Mn:Mn、Si Si、Cr;Cr;v(3).(3).提高回火穩定性提高回火穩定性:Cr:Cr、MoMo、W;W;v(4).(4).提高鋼的屈服強度提高鋼的屈服強度:W
10、:W、Mo;Mo;v(5).(5).細化晶粒細化晶粒:V:V、NbNb。v三三.常用彈簧鋼常用彈簧鋼:v1.1.碳素彈簧鋼碳素彈簧鋼:65;:65;v2.2.錳彈簧鋼錳彈簧鋼:65Mn;:65Mn;v3.3.硅錳系彈簧鋼硅錳系彈簧鋼:60Si2Mn;:60Si2Mn;v4.4.鉻系彈簧鋼鉻系彈簧鋼:50CrVA:50CrVA。v四四.熱處理工藝特點熱處理工藝特點:1.:1.淬火淬火+中溫回火中溫回火;2.;2.低低溫消應力處理溫消應力處理;3.;3.彈簧的鬆弛熱處理。彈簧的鬆弛熱處理。第第4章章 合金鋼性能及熱處理合金鋼性能及熱處理Page:12/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：I
11、CS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班v 滾動軸承鋼滾動軸承鋼v一一.滾動軸承鋼的性能要求滾動軸承鋼的性能要求:v1.1.高的淬硬性，以保證高硬度、高耐磨性和高的淬硬性，以保證高硬度、高耐磨性和強度強度;v2.2.良好的淬透性良好的淬透性;v3.3.高的接觸疲勞強度高的接觸疲勞強度;v4.4.高的彈性極限及确定的衝擊韌性高的彈性極限及确定的衝擊韌性;v5.5.足夠的呎寸穩定性足夠的呎寸穩定性;v6.6.确定的抗蝕实力确定的抗蝕实力;v7.7.良好的工藝性能。良好的工藝性能。v二二.化學成分特點化學成分特點:v1.1.高碳高碳0.951.15%;0.9
12、51.15%;v2.2.以鉻為最基本的合金元素，一是提高淬透以鉻為最基本的合金元素，一是提高淬透性，二是形成鉻的碳化物性，二是形成鉻的碳化物,以提高耐磨性和接以提高耐磨性和接觸疲勞強度觸疲勞強度;v3.3.加入硅、錳可進一步提高淬透性，硅加入硅、錳可進一步提高淬透性，硅0.40.7%0.40.7%，錳，錳0.91.2%;0.91.2%;v4.4.純凈度要求很高。純凈度要求很高。v三三.常用軸承鋼常用軸承鋼v1.1.高碳鉻鋼高碳鉻鋼:GCr15;:GCr15;v2.2.滲碳鋼滲碳鋼:20Cr2Ni4A:20Cr2Ni4A、20Cr;20Cr;v3.3.不銹軸承用鋼不銹軸承用鋼:9Cr18;:9C
13、r18;v4.4.工具鋼或高速鋼工具鋼或高速鋼:W9Cr4V2Mo:W9Cr4V2Mo。v四四:熱處理特點熱處理特點:1.:1.球化退火球化退火;2.;2.淬火淬火+低溫回火低溫回火;3.;3.附加回火。附加回火。第第4章章 合金鋼性能及熱處理合金鋼性能及熱處理Page:13/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第4章章 合金鋼性能及熱處理合金鋼性能及熱處理v 冷作模具鋼冷作模具鋼一一.冷作模具鋼的性能特點冷作模具鋼的性能特點:1.高的硬度、強度和耐磨性;2.足夠的韌性;3.熱處理變形小。二二.化學成
14、分特點化學成分特點:1.高碳1.0%以上;2.加入較多的鉻、錳、鎢、鉬、釩等。三三.常用冷作模具鋼常用冷作模具鋼:1.冷作模具用碳鋼:T8、T10A、T12A;2.冷作模具用低合金鋼:CrWMn、9Mn2V等;3.Cr12型高碳高鉻鋼:Cr12MoV、Cr12、SKD11、SLD等;4.高碳中鉻型冷作模具鋼:Cr6WV;5.中碳高韌性模具鋼:5CrW2Si;6.冷作模具用高速鋼:M2;7.基體鋼:65Nb;8.鋼結硬質合金:GT35、L型、WC系。四四.熱處理特點熱處理特點:1.球化退火;2.淬火+低溫回火;3.淬火+高溫回火;4.淬火回火+化學熱處理。Page:14/20精進室備案教材編號：
15、精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第4章章 合金鋼性能及熱處理合金鋼性能及熱處理1.1.刃具鋼刃具鋼2.2.一一.刃具鋼的基本性能要求刃具鋼的基本性能要求:3.3.1.1.保證运用性能保證运用性能:高的硬度和耐磨性，較好的高的硬度和耐磨性，較好的強度和足夠的韌性，高的紅硬性強度和足夠的韌性，高的紅硬性;4.4.2.2.高的淬透性高的淬透性;3.;3.良好的工藝性能良好的工藝性能;5.5.二二.碳素刃具鋼及低合金刃具鋼的化學成分碳素刃具鋼及低合金刃具鋼的化學成分:6.6.1.1.高碳高碳0.651.35%;0.651.35%
16、;7.7.2.2.合金元素合金元素:8.8.(1).(1).提高淬透性提高淬透性:鉻、錳、硅鉻、錳、硅;9.9.(2).(2).細化晶粒細化晶粒:W:W、V V、Cr;Cr;10.10.(3).(3).形成穩定的碳化物以增加耐磨性形成穩定的碳化物以增加耐磨性:如如WW、V V、Cr;Cr;11.11.(4).(4).使碳化物均勻佈，如使碳化物均勻佈，如Si;Si;12.12.(5).(5).增加回火穩定性，如增加回火穩定性，如Si Si。13.13.三三.碳素刃具鋼的分類碳素刃具鋼的分類:14.14.1.1.亞共析碳素刃具鋼亞共析碳素刃具鋼:T7:T7、T8;T8;15.15.2.2.共析碳素
17、刃具鋼共析碳素刃具鋼:T8:T8、T8Mn;T8Mn;16.16.3.3.過共析碳素刃具鋼過共析碳素刃具鋼:T10A:T10A、T12AT12A。17.17.四四.低合金刃具鋼低合金刃具鋼:18.18.1.1.鉻鋼鉻鋼:Cr2:Cr2、Cr06;2.Cr06;2.鉻硅鋼鉻硅鋼:9SiCr;:9SiCr;19.19.3.3.鉻鎢錳鋼鉻鎢錳鋼:CrWMn;4.:CrWMn;4.錳釩鋼錳釩鋼:9Mn2V;:9Mn2V;20.20.5.5.鉻鎢鋼鉻鎢鋼:CrW5:CrW5。21.21.五五.熱處理特點熱處理特點:1.:1.球化退火球化退火;2.;2.淬火淬火+低溫回火。低溫回火。Page:15/20精
18、進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第4章章 合金鋼性能及熱處理合金鋼性能及熱處理v 高速鋼高速鋼一一.高速鋼的化學成分特點高速鋼的化學成分特點:1.高碳0.71.5%;2.大量的鎢和鉬，造成二次硬化，提高紅硬性;3.加V以提高耐磨性，加Cr提高淬透性，加鈷和鋁等元素以進一步提高紅硬性和硬度;二二.常用高速鋼常用高速鋼:1.鎢系高速鋼:W18Cr4V、SKS94等;2.鉬系高速鋼:M1(W2Mo8Cr4V1)、M10(Mo8Cr4V1)等;3.鎢鉬系高速鋼:W6Mo5Cr4V2、M2、SKH51等;三.熱處
19、理特點:1.球化退火;2.淬火+550570回火。Page:16/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第5章章 鋁合金性能及熱處理鋁合金性能及熱處理一一.鋁合金分類與成分鋁合金分類與成分 鋁合金是指以鋁為基體加入其它元素組成的合金，它保持了純鋁的主要優點，鋁合金是指以鋁為基體加入其它元素組成的合金，它保持了純鋁的主要優點，即低密度、高電導和熱導性，良好的抗腐蝕性及加工工藝性等，而同時大幅度即低密度、高電導和熱導性，良好的抗腐蝕性及加工工藝性等，而同時大幅度地提高了材料的強度。地提高了材料的強度。(1)
20、(1)鋁合金按生產工藝分變形鋁合金和鑄造鋁合金二大類，鋁合金按生產工藝分變形鋁合金和鑄造鋁合金二大類，變形鋁合金是指變形鋁合金是指經壓力加工制成各種半成品及鍛件的合金，按其熱處理特點分為熱處理可強化經壓力加工制成各種半成品及鍛件的合金，按其熱處理特點分為熱處理可強化和熱處理不行強化的鋁合金。按其性能及用途可分為硬鋁、超硬鋁、鍛鋁和防和熱處理不行強化的鋁合金。按其性能及用途可分為硬鋁、超硬鋁、鍛鋁和防銹鋁。銹鋁。1.1.硬鋁合金如：硬鋁合金如：LY2.LY6.LY10 (LY2.LY6.LY10 (屬屬Al-Cu-Mg-Mn)Al-Cu-Mg-Mn)2.2.超硬鋁合金如：超硬鋁合金如：LC3.L
21、C4 (LC3.LC4 (屬屬Al-Zn-Mg-CuAl-Zn-Mg-Cu系系)3.3.鍛鋁合金如：鍛鋁合金如：LD2.LD2.LD510 (Al-Mg-Si-CuLD2.LD2.LD510 (Al-Mg-Si-Cu系系)4.4.防銹鋁合金如：防銹鋁合金如：LF2.LF3.LF5.LF6.LF10 (LF2.LF3.LF5.LF6.LF10 (屬屬Al-MnAl-Mn或或Al-MnAl-Mn合金系合金系)除上述四類主要變形鋁合金外，尚有某些專門用途的鋁合金，如特殊鋁除上述四類主要變形鋁合金外，尚有某些專門用途的鋁合金，如特殊鋁(LT)(LT)、硬釬焊鋁硬釬焊鋁(LQ)(LQ)、涂料鋁粉、涂料鋁
22、粉(FLU)(FLU)，煉鋼及化工用鋁粉，煉鋼及化工用鋁粉(FLG)(FLG)等。等。(2)(2)鑄造鋁合金按合金成分系又分為鑄造鋁合金按合金成分系又分為Al-SiAl-Si、Al-CuAl-Cu、Al-MgAl-Mg及及Al-ZnAl-Zn系；系；鑄造鋁合金：鑄造鋁合金：Al-Si Al-Si系鑄造合金系鑄造合金 ZL-1 ZL-1，如，如ZL-101ZL-101。Al-Cu Al-Cu系鑄造合金系鑄造合金 ZL-2 ZL-2，如，如ZL-201ZL-201。A1-Mg A1-Mg系鑄造合金系鑄造合金 ZL-3 ZL-3，如，如ZL-301ZL-301。AI-Zn AI-Zn系鑄造合金系鑄造
23、合金 ZL-4 ZL-4，如，如ZL-ZL-401401。Page:17/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第5章章 鋁合金性能及熱處理鋁合金性能及熱處理二二.鋁合金熱處理鋁合金熱處理 A6061 A6061類鋁合金半導體產品相關零件除應力接受低溫退火，退火加熱溫度類鋁合金半導體產品相關零件除應力接受低溫退火，退火加熱溫度為為160180160180，保溫時間根據工件形狀與有效厚度確定，一般為，保溫時間根據工件形狀與有效厚度確定，一般為35h35h。再結晶退火再結晶退火 A6061 A6061鋁合金
24、退火溫度為鋁合金退火溫度為350370350370，保溫時間按以下規律計算：工件厚，保溫時間按以下規律計算：工件厚度度 6mm 6mm6mm時，保溫時間為時，保溫時間為6090(min)6090(min)，但當工件厚度大於，但當工件厚度大於10mm10mm時，在空氣循環爐中加工，每時，在空氣循環爐中加工，每1mm1mm應應增加增加3min3min。如。如T=25mmT=25mm的工件，保溫時間為：的工件，保溫時間為：T=(6090)+15*3=105135(min)T=(6090)+15*3=105135(min)鋁合金退火出爐溫度一般為鋁合金退火出爐溫度一般為150150。A6061 A60
25、61鋁合金半導體產品相關零件熱處理出貨前除檢表面顏色、表面劃傷、鋁合金半導體產品相關零件熱處理出貨前除檢表面顏色、表面劃傷、撞傷、變形等方面外，還需對硬度方面進一確認，熱處理除應力后硬度撞傷、變形等方面外，還需對硬度方面進一確認，熱處理除應力后硬度HSHS：1111以下，固溶、時效后硬度以下，固溶、時效后硬度HSHS：25292529之間。之間。Page:18/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第6章章 常用熱處理材料之選用常用熱處理材料之選用Page:19/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班第第7章章 化學熱處理之基本概念化學熱處理之基本概念v 基本概念v 把工件放在特定的介質中，通過加熱和保溫，使介質分解成确定的化學元素滲入其表面，改變表層化學成分，又通過適當的熱處理，從而使表層獲得與心部不同的組織和性能的熱處理工藝。v 作用 v 強化零件表面，提高硬度、耐磨性、疲勞性能和多衝抗力等;提高其表面的某些物理化學性能，如耐腐蝕性能。Page:20/20精進室備案教材編號：精進室備案教材編號：ICS-AY-JX-004-A(20101102)裝配裝配 機機 能能 精英班精英班 THE END