為什么鋼管要經(jīng)過熱處理

熱處理的主要作用是提升鋼管及精密鋼管的機(jī)械性能，消除殘余應(yīng)力，并改善鋼管金屬的切削性能。根據(jù)熱處理的不同目的，可以將其工藝分為兩大類：預(yù)熱處理和最終熱處理。

預(yù)備熱處理

預(yù)備熱處理的目的是提升加工性能、消除內(nèi)應(yīng)力，并為最終熱處理提供良好的金相組織。常見的熱處理工藝包括退火、正火、時(shí)效和調(diào)質(zhì)等。

(1) 退火與正火

退火和正火適用于經(jīng)過熱加工的毛坯。對于含碳量超過0.5%的碳鋼和合金鋼，通常采用退火處理以降低其硬度，從而便于切削；而對于含碳量低于0.5%的碳鋼和合金鋼，則采用正火處理，以防止過低的硬度在切削時(shí)導(dǎo)致刀具粘附。退火和正火還能夠細(xì)化晶粒、均勻組織，為后續(xù)的熱處理做好準(zhǔn)備。這兩種處理一般是在毛坯制造完成后、粗加工之前進(jìn)行。

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為什么鋼管要經(jīng)過熱處理

(2) 時(shí)間效力處理

時(shí)效處理主要用于消除在毛坯制造和機(jī)械加工過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

為了減少運(yùn)輸工作量，對于一般精度的零件，可以在精加工前進(jìn)行一次時(shí)效處理。但是，對于精度要求較高的零件（例如坐標(biāo)鏜床的箱體等），應(yīng)安排兩次或多次時(shí)效處理工序。簡單的零件通常可以不進(jìn)行時(shí)效處理。

除了鑄件，針對一些剛性較差的精密零件（如精密絲杠），為了消除加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力并保持零件的加工精度，通常會在粗加工與半精加工之間進(jìn)行多次時(shí)效處理。一些軸類零件在校直工序后也需要進(jìn)行時(shí)效處理。

(3)調(diào)質(zhì)

調(diào)質(zhì)是指在淬火后進(jìn)行高溫回火處理。這一過程可以獲得均勻細(xì)致的回火索氏體結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的表面淬火和滲氮處理減少變形做好準(zhǔn)備。因此，調(diào)質(zhì)也可以視為一種預(yù)備熱處理。

由于調(diào)質(zhì)后的零件綜合力學(xué)性能優(yōu)越，對一些對硬度和耐磨性要求不高的零件而言，這也可以作為最終的熱處理工序。

最終熱處理

最終熱處理的目的在于提升材料的硬度、耐磨性和強(qiáng)度等機(jī)械性能。

(1)淬火

淬火分為表面淬火和整體淬火。由于表面淬火在變形、氧化和脫碳方面的影響較小，因此應(yīng)用更加廣泛。此外，表面淬火還能保持外部高強(qiáng)度和良好的耐磨性，同時(shí)內(nèi)部則具有優(yōu)良的韌性和強(qiáng)大的抗沖擊性。為了提升表面淬火零件的機(jī)械性能，通常需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火等熱處理作為預(yù)處理。其常見工藝流程為：下料—鍛造—正火（退火）—粗加工—調(diào)質(zhì)—半精加工—表面淬火—精加工。

(2) 滲碳強(qiáng)化與淬火處理

滲碳淬火適用于低碳鋼和低合金鋼。該過程通過提高零件表面的含碳量，使其在淬火后表層硬度顯著增加，同時(shí)保留心部的強(qiáng)度、韌性和塑性。滲碳可以分為整體滲碳和局部滲碳。在局部滲碳時(shí)，對未滲碳部分需采取防滲措施，例如鍍銅或涂覆防滲材料。由于滲碳淬火容易導(dǎo)致變形，且滲碳深度通常在0.5至2毫米之間，因此滲碳工序一般安排在半精加工與精加工之間。

其制作工藝通常包括以下步驟：下料、鍛造、正火、粗加工和半精加工、滲碳淬火、精加工。

當(dāng)局部滲碳零件的非滲碳部分增加余量后，去除多余滲碳層的工藝方案應(yīng)該在滲碳之后、淬火之前進(jìn)行。

(3) 滲氮工藝

滲氮是一種處理方法，通過使氮原子滲入金屬表面，形成含氮化合物層。這種滲氮層能夠提升零件的表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性。由于滲氮處理溫度 relativamente 低，變形較小，且滲氮層一般不超過0.6~0.7mm，因此該工序通常安排在后期進(jìn)行。為了降低滲氮過程中產(chǎn)生的變形，在切削后通常需要進(jìn)行高溫回火，以消除應(yīng)力。