钢丝的热处理(第2版)(7)

发布时间:2021-06-08

本文以生产实践为基础,用全新观念,对钢丝热处理工艺进行了梳理;从分析热处理原理,组织结构与使用性能关系入手,介绍各类钢丝的热处理工艺制定原则,并提供了一些实用技术数据和经验公式。

奥氏体钢丝冷拉变形时可滑移面多,冷加工塑性良好,但变形抗力大、冷加工硬化快,部分奥氏体钢丝冷拉时会产生形变马氏体,进一步加快冷加工硬化速度,所以尽管奥氏体钢丝塑性好,但拉拔抗力大,如果拉丝模质量不很好、表面处理不当、或润滑不良,极易造成钢丝与模具的局部熔接,生产难度反而超过铁素体和珠光体钢丝。

莱氏体钢丝塑性变形能力最差,但只要盘条生产工艺得当,经过球化处理,还是可以拉拔的,但冷拉减面率不宜过大(原料冷拉减面率不宜超过25%),要及时退火,防止出现渗碳体过度破碎,在钢丝内部形成退火无法修复的孔洞,失去拉拔塑性。

切削加工性能:切削性能一般用工件切削后的表面粗糙度和刀具寿命等来衡量,金属材料在具有适中硬度(HB170~230)和一定脆性的条件下切削性能最好。为获得理想切削性能,不同钢种可采用不同热处理工艺来得到适于切削加工的组织结构:低碳钢采用正火得到片状珠光体组织,中碳钢采用再结晶退火得到带有少量片的粒状珠光体(1~2级)组织,高碳钢和合金钢采用球化退火得到3~4级的粒状珠光体组织。为提高切屑的脆性,改善工件表面光洁度,推荐选用含硫或含硒的易切削钢。

冷顶锻性能:冷顶锻指工件不经机械加工,直接顶压或锻造成形,是一件高效、资源节约型加工方法。冷顶锻变形量大,变形速率快,要求钢丝的硬度适中(HRB70~98)钢丝太硬模具破损大,太软的钢丝切断时易产生粘连;冷加工硬化要慢;承受极限变形能力要大(有时加工率大于90%);变形尽可能均匀。根据前四条要求,在珠光体钢中粒状珠光体组织性能完全符合要求,3级粒状珠光体组织最佳。改善变形均匀性的有效方法是加粗晶粒度,因为晶界是阻碍变形,造成变形不均的主要因素,晶粒适当加粗,界晶减少,变形均匀性提高,同时冷加工硬化也减慢。对于低碳和低合金铆螺钢丝,如ML10、ML20和ML20CrMoA等,为防止硬度太软,切断时粘连,多选用球化退火后轻拉状态交货。

淬-回火性能:工具钢丝和合金弹簧钢丝制成零部件后,最终要进行淬-回火才能使用,要保证淬-回火性能,关键是控制碳化物形态,细片状渗碳体或细粒状渗碳体钢加热时,渗碳体比较容易溶化奥氏体中,获得均匀的奥氏体,是理想的淬-回火组织。中低碳钢正火获得细片状珠光体,强度适中(参见本文第5节),塑性良好,所以淬-回火用中低碳钢丝中间热处理多选用正火。高碳钢正火后强度偏高,不利于拉拔,实际生产中多采用球化退火+再结晶退火工艺,原料一般进行球化退火,获得细粒状珠光体,中间热处理选用再结晶退火,小规格钢丝为防止渗碳体球过度长大,随着拉拔-热处理循环次数增加,退火温度应逐步降低到650℃左右。降低退火温度的另一目的是减轻脱碳趋势。 3 钢丝热处理方法

5、7、8

钢丝热处理既不同于机械零件的热处理,也不同于热轧钢材的热处理,常用热处理方法有:软化处理、球化处理和强韧化处理。

3.1 软化处理(Softening treatment)

软化处理是钢丝生产中用得最多的一种热处理方法,软化处理的主要目的是:使显微组织均匀一致、消除加工硬化、降低强度、提高塑性,以利于进一步冷加工或使用,可用于原料、半成品和成品热处理。钢丝软化处理工艺包括:完全退火、不完全退火、再结晶退火、固溶处理、高温回火和消除应力退火等。

完全退火(dead(full) annealing):把亚共析钢加热到Ac3以上20~30℃,然后缓慢冷却。由于钢经历了从铁素体+珠光体转变为奥氏体,再从奥氏体转变为铁素体+珠光体的相变,又经缓慢冷却,得到的是细

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