洛氏硬度計在淬火回火熱處理中的應用
表面熱處理分為兩大類(lèi),一類(lèi)是表面淬火回火熱處理,另一類(lèi)是化學(xué)熱處理,其硬度檢驗方法如下:
1、表面淬火回火熱處理
表面淬火回火熱處理通常用感應加熱或火焰加熱的方式進(jìn)行。主要技術(shù)參數是表面硬度、局部硬度和有效硬化層深度。硬度檢測可采用維氏硬度計,也可采用洛氏或表面洛氏硬度計。試驗力(標尺)的選擇與有效硬化層深度和工件表面硬度有關(guān)。這里涉及到三種硬度計。
維氏硬度計是測試熱處理工件表面硬度的重要手段,它可選用0.5~100kg的試驗力,測試薄至0.05mm厚的表面硬化層,它的精度是最高的,可分辨出熱處理工件表面硬度的微小差別。另外,有效硬化層深度也要由維氏硬度計來(lái)檢測,所以,對于進(jìn)行表面熱處理加工或大量使用表面熱處理工件的單位,配備一臺維氏硬度計是有必要的。
表面洛氏硬度計也是十分適于測試表面淬火工件硬度的,表面洛氏硬度計有三種標尺可以選擇。可以測試有效硬化深度超過(guò)0.1mm的各種表面硬化工件。盡管表面洛氏硬度計的精度沒(méi)有維氏硬度計高,但是作為熱處理工廠(chǎng)質(zhì)量管理和合格檢查的檢測手段,已經(jīng)能夠滿(mǎn)足要求。況且它還具有操作簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格較低,測量迅速、可直接讀取硬度值等特點(diǎn),利用表面洛氏硬度計可對成批的表面熱處理工件進(jìn)行快速無(wú)損的逐件檢測。這一點(diǎn)對于金屬加工和機械制造工廠(chǎng)具有重要意義。
當表面熱處理硬化層較厚時(shí),也可采用洛氏硬度計。當熱處理硬化層厚度在0.4~0.8mm時(shí),可采用HRA標尺,當硬化層厚度超過(guò)0.8mm時(shí),可采用HRC標尺。
維氏、洛氏和表面洛氏三種硬度值可以方便地進(jìn)行相互換算,轉換成標準、圖紙或用戶(hù)需要的硬度值。相應的換算表在國際標準ISO、美國標準ASTM和中國標準GB/T中都已給出。在沈陽(yáng)天星網(wǎng)站的技術(shù)資料欄目中這三種換算表都可以找到。
2、化學(xué)熱處理
化學(xué)熱處理是使工件表面滲入一種或幾種化學(xué)元素的原子,從而改變工件表面的化學(xué)成分、組織和性能。經(jīng)淬火和低溫回火后,工件表面具有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強度,而工件的芯部又具有高的強韌性。
化學(xué)熱處理工件的主要技術(shù)參數是硬化層深度和表面硬度。硬化層深度還是要用維氏硬度計來(lái)檢測。檢測從工件表面到硬度降到50HRC那一點(diǎn)的距離。這就是有效硬化深度
化學(xué)熱處理工件的表面硬度檢測與表面淬火熱處理工件的硬度檢測相近,都可以用維氏硬度計、表面洛氏硬度計或洛氏硬度計來(lái)檢測,只是滲氮厚的厚度較薄,一般不大于0.7mm,這時(shí)就不能再采用洛氏硬度計了。
3、局部熱處理
零件如果局部硬度要求較高,可用感應加熱等方式進(jìn)行局部淬火熱處理,這樣的零件通常要在圖紙上標出局部淬火熱處理的位置和局部硬度值。零件的硬度檢測要在規定區域內進(jìn)行。硬度檢測儀器可采用洛氏硬度計,測試HRC硬度值,如熱處理硬化層較淺,可采用表面洛氏硬度計,測試HRN硬度值。
1、古代的熱處理
材料熱處理在中國有悠久的歷史。與世界其他地區相比,中國古代熱處理技術(shù)的發(fā)展有明顯的區域特色,在某些方面中國的熱處理技術(shù)落后于其它地區,但也有許多發(fā)明和技術(shù)在世界熱處理處于先進(jìn)的地位,其中不少成果還傳播到了世界各地,對世界熱處理技術(shù)的進(jìn)步起到了直接的促進(jìn)作用。
我國材料熱處理技術(shù)的發(fā)展,同其它技術(shù)類(lèi)似,傳統的熱處理技術(shù)經(jīng)歷過(guò)從萌芽、建立、發(fā)展、鼎盛到衰弱,最后是現代技術(shù)的引入、消化和發(fā)展的過(guò)程。參考我國古代的分期,可以認為,在遠古時(shí)期,我國的熱處理已經(jīng)開(kāi)始出現萌芽,在上古時(shí)期,我國傳統熱處理技術(shù)開(kāi)始初步建立;到中古時(shí)期,我國傳統的熱處理技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展;在近古時(shí)期,我國傳統熱處理技術(shù)達到鼎盛,在近現代時(shí)期,我國的傳統熱處理技術(shù)逐漸衰弱,同時(shí)現代技術(shù)開(kāi)始建立和發(fā)展。
2、熱處理硬度的檢測方法現代熱處理進(jìn)展
熱處理是機械工業(yè)中的一項十分重要的基礎工藝,對提高機電產(chǎn)品內在質(zhì)量和使用壽命,加強產(chǎn)品在國內外市場(chǎng)競爭能力具有舉足輕重的作用。但是人們認識到這一點(diǎn)卻花了相當長(cháng)的時(shí)間和很大的代價(jià)。由于熱處理影響的是產(chǎn)品的內在質(zhì)量,它一般不會(huì )改變制品的形狀,不會(huì )使人直觀(guān)地感到它的必要性,弄不好還會(huì )嚴重畸變和開(kāi)裂;破壞制品的表面質(zhì)量和尺寸精度,致使制造過(guò)程前功盡棄。所以在我國的制造業(yè)中長(cháng)期存在著(zhù)“重冷(冷加工)輕熱(熱加工)"現象,以致這個(gè)行業(yè)一直處于落后狀態(tài)。
由于工業(yè)基礎的薄弱和在戰爭中遭受的破壞,我國的熱處理在40年代僅僅屬于一種作坊式的生產(chǎn),尚未形成實(shí)質(zhì)性的產(chǎn)業(yè)。在工科院校中無(wú)熱處理的專(zhuān)門(mén)學(xué)科,因而也缺乏高層次的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。當時(shí)的熱處理操作大都是家傳技藝,籠罩著(zhù)神秘氣氛,處于十分落后的境地。
我國的熱處理產(chǎn)業(yè)起源于50年代初蘇聯(lián)援建的156項企業(yè)。其中的機械工廠(chǎng)都設熱處理車(chē)間和工段。購買(mǎi)了大批蘇制熱處理設備、包括箱式、井式、鹽浴等30、40年代水平的電阻加熱爐,并相應建立了第一批按蘇聯(lián)圖紙生產(chǎn)這些類(lèi)型設備的電爐廠(chǎng)。一些高等工科學(xué)校經(jīng)過(guò)院系調整后、創(chuàng )建了包括在機械制造工藝系中的熱處理專(zhuān)業(yè),于1954~1956年培養出了第一批專(zhuān)科和本科的熱處理專(zhuān)業(yè)正式畢業(yè)生。50年代末和60年代初還有從蘇聯(lián)學(xué)習歸來(lái)一批熱處理專(zhuān)業(yè)的留學(xué)生。陸續建立的一些科研機構和專(zhuān)科院校,基本上能按照材料和應用發(fā)展的步伐開(kāi)展熱處理基礎和應用技術(shù)的研究開(kāi)發(fā),涌現出一系列的科研成果。由此,從人才培養、研究與開(kāi)發(fā),生產(chǎn)技術(shù)的革新和設備制造等方面初步形成了一個(gè)較完整的專(zhuān)業(yè)體系。
由于科研和生產(chǎn)應用的脫節,對革新生產(chǎn)設備的忽視以及長(cháng)期閉關(guān)鎖國造成的目光短淺,上世紀60、70年代的機械、冶金工廠(chǎng)的熱處理生產(chǎn)技術(shù)沒(méi)有出現明顯的進(jìn)步。直到80年代實(shí)現了和國際社會(huì )的溝通,引進(jìn)了先進(jìn)的技術(shù)和設備,一些大型骨干企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)有了明顯的改觀(guān)。