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如何编制热处理工艺

热处理原理与工艺

 

(1)工艺标准 
      工艺标准内容包括工装设备、技术要求、检测仪器方法,制定依据是:
       ①根据国内外的先进标准结合本公司的具体情况制定;
       ②根据国内外的先进设备标准,结合本公司的实际设备条件,制定设备技术标准;
       ③根据国内外的先进检测水平和仪器标准,结合本公司的试样条件,制定合理的检测标准。
       对于公布的国家标准应该优先采用。在制定本公司的标准时,标准水平应该稍高于生产水平,促使整个技术水平和管理水平的提高。制定的企业标准应该上报标准管理部门备案,保证标准的有效性。

(2)工艺守则  
      工艺守则又称操作守则,不是按一种零件来编制的,是按同类零件编制,是工艺规程的细化,对热处理工艺进行原则性介绍。它的编制没有统一格式,编制依据如下:
      ①根据设备性能编制。
      ②科学性和合理性:按工艺类别或产品类别进行编制,例如退火工艺守则、淬火工艺守则等。对工艺规程中不能详细描述的操作要领进行规定,例如装炉的注意要点,炉子的有效区尺寸,脱氧、真空炉脱气等。对热处理共性的部分进行说明。

(3)工艺流程   
     工艺流程对热处理工艺规范进行原则性介绍,叙述热处理各个工序之间排列关系,便于浏览整个工艺实施过程。
    ①收集热处理的基础资料
       a.零件图纸。根据图纸全面了解零件的材料、大小、技术要求。
       b.热处理前的半成品来料状况、来料化学成分、冶金质量、确认毛坯是铸造、锻造还是轧制,以及毛坯经过的其他加工方法。
       c.热处理参数相关书籍:热处理手册、参考文献、热处理工艺和金属材料标准,收集类似产品的工艺资料,以及类似产品的失效分析资料。尤其要注重材料的连续冷却转变曲线、回火曲线等。
    ②编制实施阶段
     在工艺编制的前期准备工作完成后,才着手进行工艺的编制阶段,步骤如下。
      a.根据零件图纸中技术要求选择工艺方法,技术要求有强度、硬度、塑性、韧性、硬化深度、淬火处理长度、渗碳和氮化深度与硬度。
      b.选择热处理设备、工装夹具以及装炉方式,在选择设备时注意设备的精度情况、使用温度、加热介质类型。
      c.根据产品技术要求确定检测项目,选择检测仪器、量具,设备,确定检测方法,以及检测比例。
      d.确定热处理工艺参数:在确定工艺参数时,不仅是加热温度和保温时间,而且要提出全部加热冷却的参数。
      热处理工艺参数的选取有几种来源:热处理相关手册和资料推荐参数工艺试验结果或以往的实际参数的总结;利用经验公式、图标、曲线,经过计算取得;参考类似产品或同行业的类似产品的热处理参数,编制人员的实践经验。
      整体热处理工艺参数包括工件的有效加热尺寸、装炉方式涉及的装炉加热修正系数、装炉的温度、升温速度、工件的加热温度、透烧时间、保温时间、气氛介质、炉膛压力(真空度)、淬火预冷时间或温度、淬火介质类型以及介质的温度、出介质的时间或工件温度、以及转换工序的窄冷时间、回火工序的参数以及回火次数等。
     a工件的有效加热尺寸的确定:这是整个工艺参数制定的关键,有效尺寸的确定是比较复杂的过程,一方面利用资料参数计算,另一方面要根据以往的工件形状进行比照确定。
     b升温速度的快慢对是否引起工件的开裂存在十分关键的影响,而且是潜在的影响元素,不容易引起人们的重视。
     c冷却介质的选择以及冷却时间的确定要依据每种“连续冷却转变曲线”,“不同直径的棒料分别在水、油、空气中的冷却曲线图”,以及淬透性曲线来制定。
     d工件的转序时间的确定:依据工件的有效尺寸和转变曲线图等,确定淬火过程的进行程度和组织要求,制定室温冷却时间和转序时间。
     e工艺参数的相关性:例如采用预热的加热方式,在奥氏体化时的保温时间就要做适当的缩短。保护气氛的温度点与其气体的爆炸点等。
     f热处理辅助工序确定:辅助工序也是热处理工艺过程中的重要工序之一,辅助工序包括清洗、校直、喷丸、抛光、防锈。
     g根据装炉量、工艺时间计算单位工时。
     h填写工艺卡片,进行工艺审批,会签。工艺卡片的格式可以采用标准JB或企业标准。
      ③工艺的修改  
      对工艺实施中的突出缺陷或不能达到技术要求的影响因素进行修改时,需要办理工艺修改申请手续,工艺的修改尽量由原来的编制人员修改,目的是保证实践经验的 继承性,提高修改的可靠性。工艺修改是工艺制定的延续,贯穿于某产品的生命周期。由于管理机构和管理方式的差别,每个企业、公司的工艺修改程序不完全相 同,但是工艺修改必须经过实践验证和论证,修改之后需要进行职工的教育,废弃老工艺,让人人掌握修改中的工艺规程。
      ④单件产品的生产工艺制定注意事项  单件产品的制定特点是生产过程的一次性、唯一性,不能通过实践验证。除了按照上述的内容外,还必须重视以下方面:
     a.掌握设备的精度状态,以及设备的运行状况;
     b.保存单件工艺卡片,为以后的工艺制定提供原始数据积累;
     c.收集同类材料的以往热处理结果数据,作为编制工艺的参考;
    d.热处理工艺参数的制定中,往往容易制定加热温度和保温时间,忽视制定冷却参数,交给操作者自己掌握,这是不能保证产品质量的,热处理的淬火冷却是十分 重要的,这一步的重要性一般来说超过加热工序,冷却时间的确定可根据钢材的各类曲线确定,根据我们的经验,理论确定冷却时间是十分可靠的。

本文参考《热处理工艺问答》一书

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