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表面处理

热处理服务

表面热处理是一系列主要用于钢制零件的工艺,通过不同方式加热不同时间,以达到所需的表面性能。其中一种常用工艺是淬火:首先将钢制零件表面加热到转变温度(800℃或更高),使一定量的碳溶解到表面,然后用油或水冷却零件。Prolean 提供钢制零件的表面热处理服务。

800摄氏度或更高已公布的表面硬化温度
油或水已出版的淬灭介质
暗灰色硬化表面的公布颜色
钢铁该过程的已发表材料系列
热处理过程中的钢制部件,加热是为了改变金属的结构,而不是为了添加涂层。
热处理并非涂层。它不会增加任何层,也不会改变颜色;已发表的文本所描述的是钢零件表面硬化后形成的暗灰色调,以及淬火后表面呈现的暗灰色。

适合的地方

机械加工后进行热处理,淬火则在切削后进行。

公布的工艺路线包含五个步骤,步骤顺序至关重要,因为生成硬表面的步骤同时也是移动零件的步骤。提前规划比事后修正要容易得多。

步骤1对钢零件进行机械加工刀具决定几何形状。热处理在机械加工之后进行,它不会修正已经最终成型的尺寸。
步骤2加热至转变温度表面加热至 800 摄氏度或更高,这是已公布的表面硬化温度。
步骤3将碳溶解到表面一定量的碳会溶解到表面,从而在钢制零件表面形成一层坚硬的涂层。您在这里
步骤4用油或水淬火该部件在表面碳过饱和的情况下,用油或水冷却,从而形成硬化表面。
步骤5检查硬化表面淬火后,检查硬度、变形情况以及公布的暗灰色表面颜色。

淬火决定最终结果,也是可能改变零件形状的关键步骤。由于变化发生在金属内部而非表面,因此必须在切割零件之前确定余量和检验点——参见 淬火能带来什么?.

钢制零件正在淬火,从转变温度迅速冷却。
淬火是公开的冷却步骤:用油或水冷却加热后的零件,同时使碳在表面过饱和,从而产生硬化表面。
渗碳工艺示意图,其中碳溶解到加热钢件的表面。
渗碳是一种公开的表面硬化方法:将零件加热到 800 摄氏度或更高,使一定量的碳溶解到表面。
淬火后回火过程中的钢零件示意图
回火通常是在淬火硬化之后进行的,目的是牺牲部分硬度来换取韧性。我们正在确认回火的相关参数。

适合检查

材料、截面和载荷决定了我们是否需要对零件进行热处理。

决定焊接路径的三个因素是:金属材质、截面形状以及零件的​​功能。最后一个因素决定了焊接路径的选择,而这恰恰是最容易选错路径的地方。

材料

  • 出版家族 已发表的文本指出,热处理主要用于钢制零件,而这正是我们提供的表面热处理服务的目标。
  • 淬透性取决于钢的牌号:同样的淬火工艺,普通碳钢和合金钢的淬透深度不同。
  • 其他金属的硬化机制不同——铝合金的强度是通过时效处理获得的,而不是通过碳淬法获得的。
  • 我们正在确认我们具体使用哪些钢材牌号,以及不锈钢是否在生产范围内。

所公布的材料是钢材。我们生产的钢材牌号以及其他金属,待确认。

截面和几何形状

  • 厚壁和薄壁的冷却速率不同,因此混合使用这两种材料的零件,其硬化结果并不均匀。
  • 尖锐的内角和截面突变会使淬火集中发生,而变形和裂纹正是从这些地方开始产生的。
  • 细长部件和薄板在淬火过程中最容易发生移动。
  • 请告知我们最薄壁和最厚截面的尺寸,以便根据零件本身而非平均值来设定淬火参数。

每个零件的移动距离都是根据具体作业来确认的——这个过程中不会公布变形数据。

该部分需要做什么

  • 坚硬的表面覆盖着坚硬的内核,这表明可能存在表面渗碳等渗碳工艺。
  • 零件必须从整个截面都保持硬化状态,这表明需要采用通体硬化工艺。
  • 对于需要柔软、稳定或更易于加工的零件,则应采用退火或正火处理。
  • 需要防腐蚀处理或着色的零件根本不需要进行热处理。

规格

热处理:钢制零件,800℃或更高,油淬或水淬

该页面并未提供此流程的具体参数表,因此下表是根据已发布文本中的数据编制而成。所有未经店铺确认的条目均标注“待确认”,而非猜测。

过程族
流程范围通过各种方式对钢制零件进行不同时间的加热,以达到所需的表面性能——如已发表的文章所述
材料(已发表)
钢铁已发表的文本指出,热处理主要用于钢制零件。
表面硬化温度
800摄氏度或更高如已公布——表面加热至转变温度
淬火介质
油或水如已发表的文章所述——加热部件如何冷却
硬化表面颜色
暗灰色如已公布——硬化部件的表面颜色
流程在公司内部运行。
确认正在确认哪些表面硬化、整体硬化、感应硬化、渗氮、正火和应力消除工艺是在厂内进行的。
案例深度
确认该工艺未公布渗碳层深度;渗碳层深度是根据每个零件的具体情况确认的,而非统一标示。
硬度(HRC)
确认该工艺未公布硬度值;目标硬度值根据材料和截面进行确认。
尺寸变化
确认淬火可能会使零件发生位移;我们所保持的极限是在公差范围内得到确认之后才做出承诺的。
标准
确认该流程尚未发布标准。
已公布的数据仅涵盖硬化过程。 表面硬化工艺的公开数据包括:温度(800摄氏度或更高)、表面溶解的碳、油淬或水淬以及暗灰色的表面颜色。同类工艺中的其他工艺没有公开数据,因此上述所有相关内容均以“待确认”而非具体数值表示。

它移动什么

热处理不会增加任何层,但淬火可能会使零件发生位移。

这正是热处理与涂层工艺最大的区别所在。电镀和喷漆会使零件尺寸增大,增大的量等于涂层的厚度;而热处理则恰恰相反,它改变的是零件内部的金属,而非表面。尽管如此,热处理仍然可以改变零件的尺寸,因为加热和淬火都会留下残余应力。

它的作用有什么变化为何重要该怎么办
表面本身未添加任何图层与电镀或喷漆不同,表面没有涂层;公布的变化是硬化的表面及其暗灰色调。不要预留涂层余量——因为没有需要堆积的东西。
整体尺寸和形状该部件可能会移动或变形加热和淬火会留下残余应力,薄截面和截面急剧变化的部分移动最大。约定失真限制 每部分——该数字待确认。
脸部必须坚硬且大小合适需要预留研磨余量。如果一个表面必须坚硬且尺寸合适,通常在硬化后进行研磨,因此切削必须留下材料以供研磨。留出研磨余量 在任何具有公差的表面上。
尖角和薄墙失真和裂纹从这里开始。角落或薄壁的冷却速度比周围的物体快,这就是淬火造成损害的地方。列出临界面 在设计允许的情况下,加厚或圆角。
表面颜色表面呈暗灰色这是硬化零件的公布颜色;它是工艺的结果,而不是涂层或颜料的颜色。如果想要的颜色不是暗灰色,请选择其他工艺。
腐蚀未添加防腐蚀保护措施硬化钢表面和其他裸露的钢表面一样会生锈;热处理并不能起到防腐蚀作用。如果工作环境是腐蚀环境,请指定涂层或钝化处理。

方向很明确——热处理不会增加任何尺寸,反而会使零件变形——但没有公布变形量,所以上面的尺寸标注为“待确认”。磨削余量​​必须与加工厂协商确定,不能想当然。

请告知我们淬硬后哪些面需要磨削,以及哪些尺寸是关键尺寸,我们将在零件制造前确认公差。

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哪条路线

渗碳、淬火、感应加热或退火——以及答案为“以上皆非”的情况

公布的工艺路线是表面硬化,但它只是众多工艺路线中的一种。具体采用哪种路线取决于硬化层是位于表面还是贯穿整个零件,以及加工目的是硬化还是软化。最后一类情况,热处理是错误的选择。

图示为钢件表面硬化工艺的处理过程,其坚硬的外壳包裹着较软的芯材。

表面硬化(渗碳)

已公布的路线800摄氏度或更高,然后进行油淬或水淬

首先将钢件表面加热至800℃或更高的转变温度,使一定量的碳溶解到表面。然后,在碳过饱和状态下,用油或水冷却零件,从而形成硬化表面。

它在柔软、坚韧的内核上形成坚硬的外壳,因此它适用于需要外部耐磨但内部又不会完全变脆的部件。

最适用于:低碳钢或合金钢部件上坚硬芯材的耐磨表面

不是为了: 整个零件必须完全硬化——这就是通体硬化工艺。

图示为一个经过淬火和回火处理的钢制零件,使其整个截面都变得坚硬。

通过淬火和回火

一路都很艰难

这种方法是将零件完全加热后淬火,使硬度均匀分布在整个截面上,而不是仅仅存在于表面层。通常还会进行回火处理,以牺牲部分硬度来换取韧性。

最适合:需要整个部分都坚硬坚固的部件

不是为了: 仅需硬化表面的零件——对整个截面进行硬化只会造成更大的变形而没有任何益处。我们设定的参数待确认。

感应淬火示意图,其中线圈加热钢件的局部区域,然后再进行淬火。

感应淬火和火焰淬火

局部表面,现场加热

选定的区域——例如轴颈、齿轮齿面或磨损面——被快速加热并淬火,使得只有该区域硬化,而零件的其余部分保持不变。这种方法适用于磨损集中在某一点,无法对零件进行全面加热的情况。

最适用于:大型或已完成加工的零件上具有特定磨损面的部件

不是为了: 较深的病例,或者硬区必须遵循复杂形状的病例。参见 感应淬火指南.

退火工艺各阶段示意图,从加热、保温到缓慢冷却

退火和正火

相反:柔化该部分

退火和正火也是热处理工艺,但它们的目的与淬火相反:它们软化钢材,消除切削后留下的应力,使零件更易于加工。退火缓慢冷却以软化钢材;正火在空气中冷却以细化晶粒。

最适用于:需要在硬化步骤前后保持柔软、稳定或更易于加工的零件

不是为了: 具有耐磨功能的部件。参见 退火钢导轨.

一张图表,比较了金属的硬度、强度和刚度这三种不同的特性。

当热处理是错误途径时

不适用的情况

热处理会改变钢件内部的金属成分。它不会增加任何涂层、颜色或防腐蚀层,因此,真正需要具备这些特性的工序并非热处理——而强度已经足够高的零件也不应该为了提高强度而进行硬化处理。

不妨考虑以下方案:采用电镀或涂层处理以增强防腐蚀性和美观性,或者对铝材进行阳极氧化处理。

不是为了: 需要的部件 防腐蚀保护或颜色 而不是更硬的表面(使用) 钝化, 镀锌 or 画),该 塑料或有色金属部件 通过另一种机制硬化,或者 该部件必须保持柔软且易于加工。.

请告诉我们硬度是要停留在表面还是贯穿整个零件,以及加工目的是硬化还是软化,我们会在您决定之前确认加工方案。

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选择或避免

何时应该进行热处理——以及何时不应该进行热处理。

选择热处理时

  • 要求是 更硬、更耐磨的钢表面或者,一个截面必须坚硬且强度高的钢制零件。
  • 材料是 钢板 - 已公布的该工艺系列 - 首先确认等级和其他金属。
  • 绘图 允许进行微小的尺寸变化 淬火可能会在表面留下磨削余量,这些余量最终必须变得坚硬且尺寸合适。
  • 这部分是 钢制耐磨件 轴、齿轮、销、模具——这些部件的实用功能主要取决于表面性能,而不是外观。
  • 此 序列已计划粗加工、热处理,然后精磨,这样硬化就不会影响最终尺寸。
  • 图纸上的税费是…… 硬度或表壳深度这样就可以验证结果,而不是想当然地认为结果是正确的。

避免热处理

  • 这份工作是 防腐蚀层、着色层或装饰层 热处理不会增加这些成分。 钝化 or 镀锌.
  • 该部分必须 保持柔软、延展性好或易于加工 硬化处理可以抵消这种效果。
  • 材料是 塑料,或 有色金属 它通过不同的机制硬化,但该过程尚未得到证实。
  • 这部分是 已按尺寸完成 没有剩余的余地,一次灭火就能把它移走。
  • 要求是 刚性 热处理会改变零件的硬度和强度,但不会改变零件在负载下的变形量。
  • 有人要求加强强度 为了它自己无需对需要它的图纸征收税款。

不确定零件需要更硬的表面处理还是保护性表面处理?请将图纸连同关税信息一起发送给我们,我们会告诉您该如何处理。

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设计约束

是什么决定了硬化的部分能否恢复笔直

六个变量:等级、截面形状、研磨余量、淬火介质、台阶在车间的位置以及之后检查的内容。

材料和硬化能力

钢种决定了淬火硬化的深度和零件的变形程度。普通碳钢和合金钢即使采用相同的淬火工艺,最终结果也可能不同,因此钢种是确定淬火工艺的首要因素。

截面和几何形状

厚薄不一的零件冷却不均匀。薄部分可能已经完全硬化变脆,而厚部分仍然柔软,裂纹就从两者的交界处开始产生。

研磨余量

如果一个表面既要硬度又要尺寸符合要求,通常在淬火后进行磨削。这意味着淬火前的切削必须预留磨削余量,并且图纸必须标明哪些表面需要预留磨削余量。

淬灭介质

常用的淬火介质有油和水。水冷却速度更快,淬火条件也更苛刻:硬化层更深,但变形和开裂也更严重。油则更为温和。具体选择哪种介质取决于零件的材料和截面形状。

商店里台阶的位置

热处理通常介于粗加工和精加工之间。它可以应用于已经达到尺寸要求且没有余量进行磨削的零件;也可以在几何形状最终确定之前进行,之后的切削工序会去除硬化层。

淬火后的检查

对零件进行硬度、变形和表面颜色(呈公布的暗灰色)的检查。零件可记录和提供的内容详见下文质量保证部分。

绘图笔记

图纸上应该怎么写才能让热处理落在你想要的位置?

两条线包含了大部分要求:零件淬硬后是否需要研磨,以及哪些面必须硬化并达到所需尺寸。

1.  材质:____________(钢材等级)2.  热处理:表面处理/贯穿处理(删除一项)3.  表壳深度:______ 毫米(待确认)4.  硬度:______ HRC(待确认)5.  淬火介质:油/水(如表面硬化工艺所采用的;删除其中一项)6.  硬化面磨削余量:______ 毫米(待确认)7.  失真极限:______ 毫米(待确认)8.  检查:硬度、变形和表面颜色(暗灰色是硬化表面的公布颜色)。

仅供参考 - 请将每个空白处替换为您自己的要求。最重要的两行是顺序和余量:说明零件淬火后是否需要磨削,并在任何需要硬化并达到尺寸要求的面上预留材料。

哪些金属

我们对哪些金属进行热处理——以及属于其他工艺的职责

已发布的文本明确指出:热处理主要用于钢制零件,而我们提供的表面热处理也适用于钢材。下表列出了非热处理工序及其对应的工艺流程。

材料热处理笔记请改用
碳素钢是该工艺的已发布系列。如果需要坚硬的外壳和坚韧的内核,通常选择低碳钢。 -
合金钢是在已公布的系列产品中,合金元素会影响淬火硬化的深度,因此每个零件的牌号都需要确认。 -
工具钢确认通常进行淬火和回火处理,但目前尚未公布该工艺的工具钢数据——正在确认中。 -
不锈钢确认某些不锈钢牌号的硬化方式并非通过碳沉积,而是通过沉淀硬化,然后淬火。不锈钢是否在此讨论范围内尚待确认。沉淀硬化
铝不同的流程铝合金的强度是通过时效处理获得的,而不是通过碳淬工艺获得的,因此它属于不同的热处理类别。阳极氧化 对于表面
塑料不同的流程热处理是金属加工工艺;聚合物零件没有微观结构,无法通过这种方式硬化。确认该部件为 塑料件
需要防腐蚀保护的部件不同的流程硬化钢表面和其他裸露的钢材一样会生锈;热处理并不能增加防锈层。钝化 or 镀锌
需要上色或涂层的部件不同的流程热处理不会增加颜色或涂层;公布的表面颜色只是硬化部件呈现的暗灰色。喷漆 或 阳极化处理 完

请将图纸连同材料和关税一起发送过来——如果热处理不适合这种金属或要求,我们会告诉你哪种方法才是正确的。

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应用

硬化钢表面发挥作用的地方

以下部件是该工艺通常购买的部件:钢制部件,其问题是磨损,而不是外观。

一个经过热处理的4140合金钢零件,表面呈暗灰色。

轴和齿轮

轴或齿轮的轴承面或齿面会发生磨损,而零件的其他部分只需承受载荷。坚硬的外壳包裹着坚韧的芯材,既能为磨损面提供所需的保护,又不会使整个零件变脆。

热处理后,表面硬化钢紧固件排列在一起

紧固件和硬件

螺栓、销钉和螺柱在螺纹和头部需要抵抗磨损和咬合,且可接受表面呈暗灰色的情况下,会进行表面硬化处理。

一种精密氮化处理的顶针,一种表面坚硬的细长钢制零件

销钉、模具和工具

顶针、冲头和模具部件均经过热处理以提高耐磨性,并保持笔直,因为运行间隙很小。像这样的细长零件也是移动幅度最大的零件,因此公差至关重要。

经处理后,一些表面硬化钢零件显示出坚硬耐磨的表面。

易损件和机械部件

凸轮、耐磨板、连杆和类似部件在承受磨损或反复接触的情况下会进行硬化处理,并保留公布的暗灰色表面,而不是装饰性表面。

质量保证和文档

热处理部件的返工情况

已公布的承诺是,所有部件在发货前均经过检验和包装。除此之外,以下是我们目前可以确定的内容,以及仍在确认中的事项。

可提供

包装前检查

已发布的文本指出,所有零件在通过质量控制检验后才会进行包装和交付,因此检验是零件生产流程的一部分。

确认

硬度记录

该工艺没有公布硬度数据,因此能否提供与既定目标相对应的测量硬度记录尚待确认。

确认

外壳深度测量

目前尚未公布该工艺的渗碳层深度;能否对渗碳零件进行渗碳层深度测量尚待确认。

确认

变形和尺寸报告

热处理可能会使零件发生形变,但并未公布变形量数据。能否提供符合约定限值的尺寸记录尚待确认。

深入阅读

热处理工艺的定位——以及每项工艺的指南

本页所列工艺路线为淬火。以下每项工艺均属于同一热处理系列,且每项工艺均有其专属指南。

已公布数据背后的过程——加热到 800 摄氏度或更高,将碳溶解到表面并淬火——已完全解释。

零件局部区域如何进行原地硬化,以适应大型或其他成品零件上特定的磨损面。

另一种硬化机制用于某些不锈钢和有色合金,其强度来自时效处理,而不是来自碳和淬火。

相反的作用是:软化钢材,消除切削后留下的应力,提高加工性能。

更广泛的热处理服务,适用于不仅限于表面硬化的零件。

该中心页面列出了我们提供的所有表面处理工艺,因此可以将热处理与涂层、电镀和转化工艺进行比较——这些工艺改变的是表面,而不是其下的金属。

常见问题解答

热处理常见问题解答:工程师们问我们的问题

什么是热处理?
表面热处理是一系列主要用于钢制零件的工艺,它通过不同的加热方式和时间,使零件表面达到所需的性能。其中一种常用的工艺是淬火,它可以在钢制零件表面形成硬化层。
热处理是否像电镀一样增加一层涂层?
不。电镀和喷漆是在表面形成一层涂层;热处理改变的是零件内部的金属,不会在表面添加任何东西。这就是电镀和喷漆工艺的区别。 化学镀镍, 镀镍, 电镀 和 钝化 中心上的进程。
该部件被加热到什么温度?
对于表面硬化工艺,公布的转变温度为 800 摄氏度或更高,超过该温度后,一定量的碳会溶解到表面。该系列的其他工艺没有公布温度,因此需要根据具体作业进行确认。
该部件是如何冷却的?
通过淬火——常用的介质是油或水。在碳过饱和状态下,工件表面冷却,从而形成硬化表面。
热处理会改变我的尺寸吗?
可以。热处理不会增加涂层,因此无需考虑涂层厚度——但加热和淬火会留下残余应力,并可能导致零件变形,尤其是在截面较薄或变化剧烈的地方。变形量正在确认中,因此需要对最终必须达到硬度和尺寸要求的表面进行磨削。参见 淬火能带来什么?.
哪些材料可以进行热处理?
已发布的文本指出,该技术主要用于钢制零件,而这正是我们提供的表面热处理服务的目标。具体适用哪些钢种以及不锈钢是否在适用范围内,目前正在确认中。参见 材料表.
硬化的表面是什么样子的?
已发表的文献指出,硬化零件的表面颜色会变成暗灰色。这是工艺本身的结果,并非涂层或颜料所致,因此,需要不同颜色的零件需要另行处理。
热处理和表面处理是一回事吗?
它与我们中心的同类产品属于同一系列,但其工作原理不同:表面处理改变的是表面,而热处理改变的是其下方的金属。需要更硬表面的零件需要进行热处理;而需要防腐蚀或着色的零件则不需要。
我如何获得报价?
请将图纸连同材料、用途以及需要加固的面片一起发送。我们承诺最快一小时内由专业工程师提供免费报价,通常情况下,六小时内即可完成评估并提供报价。详情请见 订购流程.

获取热处理报价

上传 STEP、IGES 或 PDF 格式的图纸。请告知我们材料、用途(耐磨、韧性或硬度目标)以及硬度是位于表面还是贯穿整个零件,我们将确认加工路线、余量和顺序。

应该给我们发送什么?

  1. 画画 - 2D 和 3D 文件(STEP、IGES 或 PDF)。
  2. 材料 - 钢材等级,因此可以根据该等级确定钢材的淬透性和淬火性能。
  3. 占空比 - 零件需要承受的荷载,以及图纸上标明的任何硬度或渗碳层深度。
  4. 磨砺脸庞 - 硬化后需要对哪些表面进行研磨,以便留出余量。
  5. 关键尺寸 - 任何在淬火过程中可能不会移动的尺寸。
  6. 接下来发生什么 - 装配或下一个操作,以便交接状态合适。

公布的流程是:最快一小时内即可获得报价,订单确认后立即开始生产,零件通过检验并包装后即可收货。所有上传内容均安全保密。