低碳鍛件退火、正火熱處理工藝指南

       低碳鍛件常用的鍛件號有20#鍛件、A105等，它們常以熱軋或冷軋成形材供應(yīng)市場。熱軋的各種型材由于終軋溫度髙于再結(jié)晶溫度，終軋后緩慢冷卻通過再結(jié)晶區(qū)，實(shí)際已經(jīng)為再結(jié)晶退火，晶粒大小和形狀已恢復(fù)到原來的狀態(tài)。冷軋型材一般在室溫下經(jīng)過壓力加工，內(nèi)部組織產(chǎn)生位錯運(yùn)動，造成冷作硬化。若殘留較大內(nèi)應(yīng)力，常用再結(jié)晶退火來恢復(fù)被拉長或巳變形的晶粒尺寸。由于再結(jié)晶退火有重新成核和長大的過程，退火時變?yōu)榧?xì)小等軸晶粒，同時可以消除冷作硬化和內(nèi)應(yīng)力。再結(jié)晶退火的溫度受鍛件材化學(xué)成分、冷變形量及退火保溫時間的影響。鍛件的臨界變形度在6%-10%，變形量越大，再結(jié)晶退火溫度越低，在臨界變形中再結(jié)晶退火，晶粒會異常長大。
       純金屬的再結(jié)晶退火溫度為T= 0.47T(K)。低碳鍛件隨含碳量增加和合金元素?cái)?shù)量的增多，在加熱爐內(nèi)再結(jié)晶溫度將升髙。所以低碳鍛件的冷軋型材和冷拉棒料經(jīng)冷沖壓加工后的零件的再結(jié) 晶退火溫度定在650-700℃為宜。其保溫時間根據(jù)裝爐方式、裝爐量及不同爐型而定。浴爐比空氣爐短，空氣爐比真空爐要短。空氣爐再結(jié)晶退火時，其保溫時間應(yīng)大于2h，大型工件裝爐量多時要延長保溫時間，具體時間通過工藝試驗(yàn)確定。高溫保溫后可直接出爐空冷。
      低碳鍛件型材的基體組織體積分?jǐn)?shù)70%以上是鐵素體組織，少量珠光體中的鐵素體和滲碳體的片層間距較大，使材料硬度偏低，切削加工時切削屑粘刀。可通過正火使硬度提高，既提高了切削性能，又能消除原型材中的不正常組織。常用的正火溫度在900-960℃，保溫后空冷，保溫時間應(yīng)大于1h。正火后的硬度在143HBW左右。10、15、20鍛件應(yīng)在AC,線上下20-30℃進(jìn)行等溫球化退火處理，得到球粒狀組 織的硬度控制在130HBW左右，尺寸大的鉚釘常使其硬度控制在110-120HBW。其工藝過程是以100 -150<C/h的速度升溫到680-720℃,保溫3-5h后以30℃/h的速度爐冷到 550℃后空冷。
     低碳鍛件在冷墩、冷擠壓、冷彎成形前，都應(yīng)經(jīng)過低溫球化退火，其金相組織應(yīng)符合JB/T5074—2007《低、中碳鍛件球化體評級》的具體要求，一般控制在4-6級為好。
     低碳鍛件15、20、10鍛件作為滲碳或碳氮共滲的零件，一般為鍛造成形。鍛后應(yīng)經(jīng)過高于滲碳溫度即在的正火處理，其目的是消除鍛造缺陷，提高硬度，便于后續(xù)切削加工，同時驗(yàn)證正火后的晶粒是否會長大。