已知熱處理的工件性能更 好，滿足機(jī)械部件的性能要求。 但是，在熱加工過(guò)程中，金屬材料會(huì)產(chǎn)生變形等問(wèn)題。 金屬材料的外觀變形對(duì)機(jī)械零件的加工有致命的影響。 因此，本文通過(guò)重 點(diǎn)敘述金屬材料熱加工中影響變形的原因和解決方法，克服了金屬材料加工中的課題。

　　生產(chǎn)實(shí)際上，熱處理變形的表現(xiàn)形式多種多樣，有體積和尺寸的增大和收縮變形，也有彎曲、變形、翹曲等變形，其產(chǎn)生的根源可以分為內(nèi)部應(yīng)力引起的應(yīng)力塑性變形和比容積變化引起的體積變形兩種。

　　(1)內(nèi)部應(yīng)力的塑性變形

　　熱處理過(guò)程中加熱冷卻的不均勻性和相變的不均勻性，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，在一定的塑性條件下，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力的塑性變形。 在加熱和冷卻過(guò)程中，零件內(nèi)外層的加熱和冷卻速度不同，導(dǎo)致各處溫度不一致，熱膨脹收縮程度不同，因此這種應(yīng)力變形稱為熱應(yīng)力塑性變形。 在加熱和冷卻過(guò)程中，零件的內(nèi)部組織變化產(chǎn)生的時(shí)間不同，這樣產(chǎn)生的應(yīng)力變形稱為組織應(yīng)力變形塑性變形。

　　(2)體積變形

　　比容變形在熱處理過(guò)程中，各種相結(jié)構(gòu)的組織比容不同，相變時(shí)產(chǎn)生的體積和尺寸變化為比容變形。 比容變形一般與奧氏體中碳和金元素的含量、游離相碳化物、鐵素體的量、淬火前后的組織比容變化的差異、殘留奧氏體的量和鋼的淬火性等因素有關(guān)。

　　減少熱處理變形的方法

　　一、溫度的測(cè)定和控制

　　工業(yè)實(shí)際應(yīng)用的熱處理技術(shù)形式很多，但基本過(guò)程都是熱作用過(guò)程，由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成。 整個(gè)過(guò)程可以用幾個(gè)參數(shù)描述，如加熱速度、加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻速度、熱處理循環(huán)等。 熱處理工藝使用各種加熱爐，金屬熱處理在這些加熱爐中進(jìn)行(例如，基本熱處理中的退火、淬火、回火、化學(xué)熱處理中的滲碳、氨滲透、耐酸鋁、鉻滲透、脫氫、脫氧等)。 因此，加熱爐內(nèi)的溫度測(cè)量是熱處理的重要工藝參數(shù)測(cè)量。 每個(gè)熱處理工藝規(guī)格，溫度都是重要的內(nèi)容。 如果溫度測(cè)量不正確，熱處理工藝規(guī)范就不能正確執(zhí)行，產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)下降或廢棄。 溫度的測(cè)量和控制是熱處理工藝的重要因素，也是影響變形的重要因素。

　　二、調(diào)溫正火或等溫退火

　　正火硬度過(guò)高，混晶，解算體多，或魏氏組織增大內(nèi)孔的變形，必須用溫度控制正火或等溫退火處理鍛件。 進(jìn)行金屬正火、退火和淬火前的調(diào)質(zhì)，影響金屬的最終變形量，直接影響的是金屬組織結(jié)構(gòu)上的變化。 實(shí)踐證明，正火時(shí)采用等溫淬火具有使金屬組織結(jié)構(gòu)均勻，減少變形量的效果。三、合理的冷卻方法

　　金屬淬火后的冷卻過(guò)程對(duì)變形的影響也是重要的變形原因之一。 熱油淬火比冷油淬火變形小，一般控制在10020。 油的冷卻能力對(duì)變形也很重要。 淬火的攪拌方式和速度影響變形。 金屬熱處理的冷卻速度越快，冷卻越不均勻，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，模具的變形也越大。 對(duì)于能保證模具硬度，盡量采用預(yù)冷的階段性冷卻淬火，顯著減少金屬淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，是減少?gòu)?fù)雜形狀的工件變形的有效方法，特別是對(duì)于要求復(fù)雜或精度的工件，等溫淬火能

　　四、合理的零件結(jié)構(gòu)

　　在金屬熱處理后的冷卻過(guò)程中，薄部分總是快，厚部分則慢。 在滿足實(shí)際生產(chǎn)需求的情況下，必須盡可能地減小工件的厚度差，使零件截面均勻，減少渡區(qū)應(yīng)力集中引起的變形和裂紋的傾向的工件，為了減少冷卻不均引起的變形， 必須盡可能地保持結(jié)構(gòu)和材料成分和組織的對(duì)稱性的工件盡量避免銳角、槽等，工件的薄邊界，臺(tái)階上要帶圓角地轉(zhuǎn)移的工件上的孔，槽筋結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱性盡量減少厚度不均勻的零件，采用了確保加工量的方法

　　五、合理的卡盤方式和夾具

　　目的使工件加熱冷卻均勻，減少熱應(yīng)力不均勻，減少組織應(yīng)力不均勻，減小變形，可以改變卡盤方式，碟子類零件垂直于油面，軸類零件立裝，使用補(bǔ)償墊圈，使用支撐墊圈、重疊墊圈等，使用花鍵[0x4

　　六、機(jī)械加工

　　當(dāng)熱處理是工件加工過(guò)程的最后一道工序時(shí)，熱處理應(yīng)變的容許值應(yīng)當(dāng)滿足圖案上規(guī)定的工件尺寸，應(yīng)變量應(yīng)根據(jù)前道工序的加工尺寸來(lái)決定。 因此，根據(jù)工件的變形規(guī)則，在熱處理前必須進(jìn)行尺寸的事前修正，使熱處理的變形正好在合格范圍內(nèi)。 熱處理為中間工序時(shí)，熱處理前的加工馀量應(yīng)視為機(jī)械加工余量和的熱處理應(yīng)變量之和。 通常，機(jī)械加工的馀量容易確定，但因?yàn)闊崽幚淼挠绊懸蛩囟?，所以在機(jī)械加工中留下充分的加工馀量，該馀量可以作為熱處理的允許應(yīng)變量。 熱處理后的再加工，根據(jù)工件變形規(guī)律，應(yīng)用逆變形、收縮端的預(yù)膨脹孔，提高淬火后的變形合格率。

　　七、采用適當(dāng)?shù)拿襟w

　　在保證相同硬度要求的基礎(chǔ)上，盡量采用油性介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明其他條件沒(méi)有差異，而且油性介質(zhì)的冷卻速度慢，水性介質(zhì)的冷卻速度比較快。 另外，與油性介質(zhì)相比，水溫的變化對(duì)水性介質(zhì)的冷卻特性的影響大，在相同的熱處理?xiàng)l件下，油性介質(zhì)對(duì)水性介質(zhì)淬火后的變形量相對(duì)小。