模具及合金鍛件固溶時效處理的系列過程
發(fā)布時間：2018/6/27 23:38:25 來源:www.8008.org.cn 瀏覽次數(shù)：
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時效熱處理是鍛件熱處理工藝的一種分類，指金屬或合金工件（如低碳鋼等）經(jīng)固溶處理，從高溫淬火或經(jīng)過一定程度的冷加工變形后，在較高的溫度或室溫放置保持其性能，形狀，尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。一般地講，經(jīng)過時效，硬度和強度有所增加，塑性韌性和內(nèi)應力則有所降低。 含碳較高的鋼，淬火后立即獲得很高的硬度，但其塑性變得很低。而鋁合金淬火后，強度或硬度并不立即達到峰值，其塑性非但未下降，反而有所上升。經(jīng)相當長時間（例如4~6晝夜）的室溫放置后，這種淬火合金的強度與硬度顯著提高，而塑性則有所下降。這種淬火合金的強度和硬度隨時間而發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象，叫做時效。室溫下進行的時效叫自然時效，在一定溫度下進行的時效叫人工時效。 時效處理是把材料有意識地在室溫或較高溫度存放較長時間，使之產(chǎn)生時效工藝。
為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150-250℃）精加工前，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理，以消除殘余應力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。
時效處理：指合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造后，在較高的溫度或室溫放置，其性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。 井式鋁合金固溶爐若采用將工件加熱到較高溫度，并較短時間進行時效處理的時效處理工藝，稱為人工時效處理。若將工件放置在室溫或自然條件下長時間存放而發(fā)生的時效現(xiàn)象，稱為自然時效處理。第三種方式是振動時效，從80年代初起逐步進入使用階段，振動時效處理在不加熱也不像自然時效那樣費時的情況下，給工件施加一定頻率的振動使其內(nèi)應力得以釋放，從而達到時效的目的。時效處理的目的，消除工件的內(nèi)應力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機械性能等。 在機械生產(chǎn)中，為了穩(wěn)定鑄件尺寸，常將鑄件在室溫下長期放置，然后才進行切削加工。這種措施也被稱為時效。但這種時效不屬于金屬熱處理工藝。
絕大多數(shù)進行時效強化的合金，原始組織都是 風機配件的由一種固溶體和某些金屬化合物所組成。固溶體的溶解度隨溫度的上升而增大。在時效處理前進行淬火，就是為了在加熱時使盡量多的溶質(zhì)溶入固溶體，隨后在快速冷卻中溶解度雖然下降，但過剩的溶質(zhì)來不及從固溶體中分析出來，而形成過飽和固溶體。為達到這一目的而進行的淬火常稱為固溶熱處理。 時效強化的實質(zhì)是從過飽和固溶體中析出許多非常細小的沉淀物顆粒(一般是金屬化合物，也可能是過飽和固溶體中的溶質(zhì)原子在許多微小地區(qū)聚集)，形成一些體積很小的溶質(zhì)原子富集區(qū)。
在時效處理前進行 固溶熱處理爐內(nèi)，加熱溫度必須嚴格控制，以便使溶質(zhì)原子能最大限度地固溶到固溶體中，同時又不致使合金發(fā)生熔化。許多鋁合金固溶處理加熱溫度容許的偏差只有5℃左右。進行人工時效處理，必須嚴格控制加熱溫度和保溫時間，才能得到比較理想的強化效果。生產(chǎn)中有時采用分段時效，即先在室溫或比室溫稍高的溫度下保溫一段時間，然后在更高的溫度下再保溫一段時間。這樣作有時會得到較好的效果。
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