鞋模制作的过程?「最新回答」(回火、退火、正火的形象点的区别「2个回答」)

模具钢 4年前 (2022) aysz01
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鞋模制作的过程?「最新回答」(回火、退火、正火的形象点的区别「2个回答」)

本文导读目录:

1、鞋模制作的过程?「最新回答」

2、回火、退火、正火的形象点的区别「2个回答」

鞋模制作的过程?「最新回答」 ♂

  模具是多工序多工艺并利用综合加工手段生产的单件产品,在产品设计到生产完成的全过程中处处隐藏着可能爆发的“错误”,稍有不慎,错误就会冒出来,影响你的正常生产,影响你的交模时间,影响模具的验收使用,同时也影响到你企业的信誉,不论大型模具厂还是小规模模具厂,这是经常碰到的令管理者头痛的问题,制模的过程,在一定程度上是纠错的过程(对于管理不善的模具厂)或是防错的过程(对于的具有一定管理水平的模具厂),防止出错是一位模具工作者的最基本素质,评价一位模具工作者的优秀与否,只要看他的防错本领就行了,一位优秀的模具工是很少出错的,不论是主观因素还是客观原因,他都能在运作过程中防患于未然,顺利实现目标,作为模具生产的指挥者,更要具备这样的能力,模具加工过程这样的单项“系统工程”,防止出错应从何着手呢,一、设计者,模具设计是个承上启下的关键环节,承上是对新产品(塑料件)的理解,启下是向模具工提供合理的设计(结构经济、动作可靠),要使产品开发者、模具制造者和模具使用者都满意。

  说“模具是设计出来的”,可能有点偏颇,但设计水平的优劣确实是模具成败与否的关键,设计过程如何防错呢,所谓防,是指容易出错的地方,经验告诉我们,设计中出的错常常是:没有理解产品图,型腔数安排不科学,模具材料选错,塑料收缩率选择不当,模具结构工艺性差,使得加工容易出错,或正反搞错等等,(一) 消化产品图的原则:,1.一定要找出不符合注塑工艺要求的结构上的不足或错误;,2.提出更优秀更可行的产品图改进意见;,3.在不影响其产品功能的前提下,尽量向模具工艺靠拢;,(4)装配关系复杂的塑件一定要先做出首板,从首板直观的分析其成型方案。

  (二)分型面的选择:,1.分型如何走向以不影响产品的外观为第一要点;,2.其次分型的走向以不会粘定模为第二要点;分型的走向应是最易加工的,最易保证不会出隙缝,即加工的简捷,加工的经济性和加工后的可靠性要考虑,此为第三要点,(三) 型腔数的确定:,有些塑件,如一些消费用品,用户用量大,希望腔数越多越好,一模几十腔,上百腔,降低了塑件成本,提高了效率,这是可以理解的,但通常情况下,并非多多益善,腔多,模具不但体积增加,要在吨位大的注塑机上使用,耗电量大增加了成本,而且模具复杂,难度加大,模具的成本也会提高。

  多少腔最合理,最经济,最实用,作为模具设计者要建议给客户,产品的最终数量,模具的制造周期,使用模具的设备是手动还是自动等等,都影响型腔的选择,不切实际的多腔,往往使模具失败或给生产过程造成困难,(四)模具结构的分析:,1.进浇方式,如客户要求塑件自动脱落,则需用潜浇口;,如客户没有特殊要求,采用侧浇;,如零件较大,流动比不能保证填充,则采用小水口;。

  如连续自动注射则采用热浇口,(多腔则采用热流道系统),如对填充的可靠性没有充分的保证,则要进行填充分析(用Moldflow的分析软件),得出填充压力、填充时间、填充温度变化、熔接痕及排气位置等分析数据、最大限度地预防可能造的设计缺陷,2.抽芯方式,一般讲,机械式可靠,液压式简便,可根据塑件特点选择,3.顶出方式,根据数据的特点,(如透明件不允许内部有顶杆痕迹)选择顶杆、气动、推板、自动等方式确保使用和塑件自身的要求得到满足,4.冷却方式(直孔,循环,单层,双层,多层,隔片螺旋式,细长的芯内的喷射式),应考虑充分,单独做出冷却循环图,分析和其它孔位有无干涉,是否容易加工,5.排气方式:位置,排气结构;。

  6.模具的装夹,模具有多向抽芯装置和冷却进出口位置,往往会占用吊环孔或模具在注塑机上的装夹位置,要综合考虑,不要等到压板无法装夹时再改正,7.评审设计时的工艺性能,是不是用了最简捷的工艺方式,(五)模腔材料及其它结构件材料的选择,1.一般条件下选择硬钢;,2.精度高、寿命要求长的用热处理淬硬钢;,3.防腐蚀的用不锈钢,大厚度的要探伤,防止有裂纹,材料必须明确、正确,硬度选择恰当,防止用错料,更要防止用假料,(六) 缩率的选择,同一种塑料有不同的收缩率,有不同的韧性,不同的强度,不同的透明度,精度高的模具对用料的牌号、产地有明确的要求,对于精密的模具,收缩率的选择要慎重,但首先要明确塑料的牌号,并且最好用旧模先试其确切的收缩率,然后将数据用在新模的设计中。

  二、模具工,(一) 设计的全过程中,充满了可行性疑问,作为一位合格的模具工,首先要对图纸消化并提出三个问题:,1.设计中还有没有什么方面不恰当,2.还有没有可以改进的地方,3.有没有更好的方案取代现有的方案,将可能发生的错误消灭在制模之前,提出上述问题的主要出发点:,1.这个设计方案保证了塑料制件产品图的要求吗。

  2.这个方案在实施过程中是否最容易出错,3.这个方案在加工过程中是不是最可靠,4.这个方案是不是最省时、最经济的方案,如果答案是否定的,或含糊不清、模棱两可的,那就有必要慎重研究分析,这时设计者要充分尊重和听取有经验师傅的意见,不要自以为是,因为最终出了问题还要白白消耗工人的劳动,(二) 加工过程中,工序越多,出错的机率就越高,每道工序都有出错的可能,1.粗加工时,余量大的往往加工过头,以为余量大,切削时不以为然,停机一测,小了,甚至废了,2.六面磨光的工序,做的不垂直,没有良好的基准,影响后道加工;。

  3.CNC加工,基准正反取错,换刀不注意刀具尺寸;啃刀;中心错;内外留余量搞错;铜电极粗加工、精加工留余量不当;程序不当,应清晰的棱角铣成R角等等,4.钻孔,模具中孔最多(冷却孔,螺纹连接孔,顶出孔,过孔,复位杆孔,斜导柱孔,销孔,工艺孔等),钻孔是最简单的工序,但常常出错:看错了尺寸,钻错了地方,划错了线,位置错了;不对称的当对称了;深度掌握不好,钻漏了型腔;小孔钻的不垂直(斜了),过孔与螺纹孔对应的不同心,用错了钻头;冷却孔和螺纹孔碰穿等等,(三) 电火花加工,电火花加工的三要点:一是加工部位,二是加工深度,三是基准与电极找正,1.要认真检查电极的尺寸是否正确;,2.粗精电极的火花放量是否正确;,3.加工过程中注意最佳参数的选择,该快则快,当粗则粗,当精则精,注意提高效率;。

  常犯的错误是位置错了,打深了,积碳或局部受损了,三、管理者,模具的生产管理按工厂的规模大小和设备能力状况应有不同的管理模式,但有三个共同点是管理的目标:做出优质模具,用最快的时间完成,尽可减少不必要的损失和浪费,为企业获取利润,作为模具生产的管理者,必须熟知模具的全过程,最重要的是将现代模具理念通过管理渠道渗透到每位员工的意识中,上述三个共同点的核心是全过程的防错,试想,一副模具如果改过来改过去,焊过来焊过去,肯定不会是优质模具,错误连续不断,一而再再而三的出问题,肯定会拖延时间,其间的浪费和损失会增加模具成本,也许模具报价时的微小利润被消耗殆尽,甚至亏本。

  那么,管理者应从何处下手防错呢,(一)创造文明整洁的生产环境,一个脏、乱、差的环境是出不了好模具的,厂区内、车间地面上到处有铁屑、垃圾,员工的心绪肯定不踏实,设备要保持清洁敞亮,原材料、半成品、成品、工具、辅具要摆放有序,工作要有条不紊,工作台、钳台、工位器具摆放要整整齐齐,员工必须养成良好的、从容不迫的、干干净净的工作习惯,这种工作环境是人创造的,同时良好的星级环境又会改变人的劳动态度和精神状态,这样的氛围是制造优良模具的先决条件和必要条件,现在的模具企业大多数做不好这一条,因此,大多数模具厂的模具档次只能在中低水平徘徊,(二)管理者和模具设计生产者共同建立“现代模具意识”。

  何为现代模具意识呢,就是一流的设计,一流的工艺,一流的技艺,一流的快捷程序,一流的制造周期,一流的服务,并且贯穿于模具制造的始终,在防错、纠错方面,要有以下观念:,1.防止一错再错,在模具制造过程中,某道工序错了,或出现了失误,不论是设计还是加工都不能简单的就一论一,就二论二,要认真地全面地分析,找出真正的原因,不但改正此错误,还要防止可能引发的相关错误,2.认为可能会出错的地方往往会出错,意识到了便要采取果断措施,3.越简单的工序或越简单的模具,越容易出错。

  比如说电加工一个筋槽,简单的零件,简单的工序,却常常会出错,因为简单,思想上松懈,不像对复杂件、复杂工艺过程那样认真地思考后再加工,往往容易出错,但一出错就是大问题,比如钻孔是简单工序,但不注意把型腔钻漏了,就会造成令人心痛的损失,再比如电火花加工一条10㎜深的筋槽,因为简单,不经意间尺寸基准找错了,打成了15㎜,而此筋绝对不能深,造成焊不能焊,堵不能堵的困境,4.交代不清楚易出错,模具是多工序的结晶体,有些小厂,以言传代工序卡,没有标准的文字图纸,全凭话语交代,不是说错了,就是听错了,造成损失,5.图纸上的错误,没被发现,生米成熟饭时才知道设计错了,这是常常发生的事。

  一份优秀的设计图应是评审出来的,变一个人的智慧为共同的智慧,还是以前的“三结合”方式好,现在我们把它变为“四结合”,即设计者、管理者、工人、客户四方共同把好设计关,尽最大的努力避免出现原则性错误,下达生产任务前的模具图纸一定要经过“四结合”的评头论足,6.思想不集中,操作方法不当,也会出问题,这就要求合理的配备人员,合理的安排加班时间,采用正确的工艺指导。

  四、结束语,模具在整个设计加工过程中出现不足或错误往往是难免的,这是模具业内人士自我安慰的借口,现代模具的管理和生产理念一定要纠正这一自我开脱的说法,模具应当一次成功,模具应当防止出错,这里包括:软件、技术、经验、素质、管理、职业道德的全面提升和整合,再有就是管理运用得当,是可以追求100%的,运动鞋的走向已经不只是重视造形设计与流行性,功能与舒适性也已经成为重点之一,尤其是鞋底的部分,各大名牌运动鞋厂商纷纷不遗余力地投入研发创新的工作,鞋底模具厂因此面对鞋型自由曲面变化、产品生命周期缩短,与提升品质等需求;而为能达到市场需求,势必要在鞋底模具的设计与制造技术上大幅提升,银网作为专业CAD/CAM/RE 软体开发公司,认真分析与研究鞋模业所面临的模具制作问题,早在2002 年就推出针对鞋模业量身定做的完整鞋底模模型专业开发与量产创新技术。

  在级放、IP 缩模、加工路径规划、模型设计变更等方面,提供鞋底模最佳解决方案,促使鞋模业模具交期缩短与品质提升,由于系统导入容易且效益显著,已获得许多鞋模厂商的信赖与肯定,鞋底完全解决方案 — 鞋模CAD/CAM系统,鞋底模3D CAD/CAM 技术是鞋业产品的技术核心,技术要求与专业化程度相当高,但过去的CAD/CAM 系统一直无法满足鞋模模具制造开发的需求,有鉴于CAD/CAM 系统供应商过去一直无法突破对于鞋业制程了解的层层限制,银网科技决心投入此领域并以“专业客制化”为目标,将相关产业知识融入CAD/CAM系统之中,开发出鞋底完全解决方案(Complete Shoe Sole Solution),宝成集团模具事业部刘协理表示,“现阶段鞋模CAD/CAM 市场需求,着眼于缩短员工训练时间以及生产周期,以达到快速制造与抢先上市的成效,这才是能成为市场致胜的关键,”,鞋底模型专业系统设计方向乃将作业标准化与简单化,使操作缩减为一至两个步骤即可完成,而不像使用泛用型系统时任何工作都需一步步做;另外由于将制程其它各部分串连,构筑自动化作业流程,所以作业工程师不需要花时间做太多训练,只要跟随指令操作即可,也就是说,鞋底模模型专业系统的导入能大幅缩短人员学习时程与操作步骤,同时帮助厂商节省下处理制造与管理的时间。

  Complete Shoe Sole Solution 是由银网自行研发的一套完整鞋底模模型专业开发与量产系统,它是完全的客制化,针对客户所需的功能去进行开发,软件的设计易学易用,加上银网科技提供最为完整的教育训练服务,能让业者在最快最短的时间上线,Shoe Wizard—快速级放系统,鞋底CAD 模型考量造型与功能性下,具有自由曲面且由许多物件组合而成,如:中底、大底、射出片、空气袋等,单一尺码模型确认后要产生各种大小尺码之模型时,有特定之调整与锁定需求,如 :肉厚应固定一致、边墙厚度应固定一致、特殊形状维持、配件分段共用等,在全号头3D CAD 建立工作上需花费许多时间并耗费大量人力进行修整的工作;另因作业繁杂使得各号头3D 模型品质不稳定,致使要快速完成全号头3D 模型量产工作相当不容易,ShoeWizard 是专门应用于级放工作的系统(图2),在完成标准码鞋底CAD 模型后,进行相关尺码参数设定与设定指定变化方式后,由单一尺码自动产生全号头3D 模型,可大幅缩短级放工作时程,ShoeWizard 以流程式工具列的方式,指引操作者使用ShoeWizard,在选取物件后,进行参数设定,选取级放尺寸与设定指定变化,完成锁定之后自动产生全号头3D 模型,只需依照工具列一个一个步骤操作,就能快速完成级放的工作,鞋底模制程可说是目前鞋类产业所面临最耗时、也是最难处理的工作,因为鞋底模具牵涉到精密模具制造技术流程。

  ShoeWizard 解决了现有产业的困扰,藉由它专为鞋底模具开发而设计的锁定功能,让级放的工作更轻松,精确度更高,以满足快速、与量产的鞋模产业需求,在执行的效果上能产生产品品质的一致性,制程时间大幅缩短(表1)等最大的经济效益,Replace Wizard—简易置换系统,鞋底模的模型在确定量产前常会因设计师的设计变更、楦头更换、以及制程/配件需求的考量等因素进行修改,以一般CAD 系统处理时,需要在曲线或曲面做修改与调整,因此工程师必需耗费大量人力与时间来进行修改的工作,Replace Wizard 是针对鞋底模模口设计变更所需的系统,可快速与精确完成的置换作业,满足从产品设计到模具制造所需的调整。

  在经过置换模口曲线与设定相关锁定条件与辅助线后,由系统自动执行置换(图3、4)、锁定与曲面间平顺的动作,快速实现设计变更得需求,大幅降低修改作业时间,并提高模型修改的正确性与模型品质,EVA Magician—精确缩模系统,EVA 材质具有质量轻与吸震佳的特色,而且可以射出的方式大量生产,使EVA 普遍运用于鞋底中底的部分,制作EVA 模具需有效掌控EVA 材料发泡特性与射出成形环境的条件,制程复杂而且不易控制,过去模型建构需要人工计算发泡倍率,2D与3D设计等相关人员需反复沟通配合,进行核对、调整、或重新建构等工作,通常开出的第一副模具仅为试模,然后再根据试验结果重新修模或制作模具,由错误中累积EVA 模具开发经验。

  然而,影响EVA 模具开发的变数很多,而且跨单位的协调不易,开发时间冗长,一次完成模具的机率低,造成模具开发成本相当高,ShoeCAM — 智能型CAM系统,在鞋模加工的过程中,鞋模路径规划可说是相当复杂,主要是因为木模在底部、前、后跟与内、外腰都有自由曲面造型与复杂花纹设计的关系,鞋模加工一般采用三轴五面的方式来完成,而刀具路径之的设计将影响鞋模的加工时间与加工品质,除一般路径规划的工作外,还需额外进行各个面的档面线、限制线等设定,导致花费相当长的时间在反复进行繁杂的设定工作,因此传统上鞋模加工常需仰赖经验丰富的工程师,造成人员依赖度大,一旦流失富经验的工程人员,将造成厂商莫大的困扰,ShoeCAM是快速与简化三轴五面刀具路径产生的系统,将鞋模加工制程标准化与自动化于系统中,在操作介面、刀具设定、粗加工、残料分析、残料加工、精加工、路径编辑,都有进一步的功能加强(系统比较如表2),特别在操作介面具有简化选项设定,学习容易与操作简易,只要“One Button”即可完成鞋模加工刀具路径规划,CAD/CAM未来走向。

  针对泛用CAD/CAM的瓶颈点:CAD 曲面建构与操作繁杂,级放后各号头模型品质不一致;CAM 设定作业繁杂,制程时间冗长;因此需长期培训专业CAD/CAM 人员,为此银网不断的创新研究,以先进3D 电脑辅助设计与制造技术,整合鞋底模制程与专业知识,开发了完整鞋业专用功能,来满足现今复杂鞋底设计与各种鞋款需求,Complete Shoe Sole Solution 所建构出的自动化作业流程,让全号头木模在2周内即可完成,有效缩短制造时程,再加上人性化操作介面设计,简单、易学,快速培养鞋业专业人才,在2周内就可以导入上线使用,更不必担心人员流动与技术传承等问题,未来的CAD/CAM 软体发展方向将是走向客户主导量身定作系统的趋势,强调在“设计、制造、检测”过程能否有效操作,功能是否完整,1、制作近净形模具的方法,2、汽车覆盖件压制成型模具及其制作方法,3、为减少透镜空洞缺陷在制作隐形眼镜半成品时暂时润湿透镜模具的方法,4、树脂镜片成型用模具和使用该模具制作的树脂镜片。

  5、纸压快餐用具的制作工艺及模具,6、光学元件成型模具及其制作方法,7、制作吸塑模具的材料,8、水凝胶人工晶体制作工艺及专用模具,9、空心石墨电极的制作方法及专用模具,10、苯塑仿生工艺品化学模具及制作方法,11、石膏装饰材料的模具制作方法,12、用于制作供压制特定光盘用的模具的主盘及其制作方法。

  13、用于由热塑性塑料制作的物品的模具关闭装置,14、汽车后视镜用硅藻土模具的制作方法,15、细微纹立体模具制作方法,16、异形陶板浮雕的模具制作方法及异形陶板浮雕的成型工艺,17、曲面柱形装饰材料的制作工艺及其模具,18、制作模具和可由该模具得到的部件的方法,19、胶石及用于制作工艺美术品模具的新型材料。

  20、梁或建筑部件的结构和梁或建筑部件的制作模具,21、封闭式模具成型地板的制作方法,22、用于制作光学元件排成图案的光学部件的模具的制造方法及实施该方法的设备,23、聚氨酯浮雕装饰板框及其模具制作方法,24、模具助压粘合浮雕制作工艺及应用其设计的一些产品,25、木制食品成形模具粉盘及制作方法,26、热弯管工艺及用该工艺制作弯管的模具。

  27、利用模具制作建筑物外装饰构件的方法,28、用模具浇注水泥制作中西古典式艺术建筑的方法,29、金属模具熔射制作方法,30、注浆法制备电解质薄管的工艺及制作石膏模的母模具,31、组合式多孔塑管的制作工艺及成型模具,32、一次成型辐射取向烧结钕铁硼磁环的制作工艺及其模具,33、一种快餐春饼和制作方法以及专用模具,34、整体式外套橡胶球铰的挤压制作工艺及产品和模具。

  35、整体聚氨酯闭式叶轮及其制作模具,36、快速制作模具的方法,37、砌体缘饰预制件和模具及其制作方法,38、生产聚氨酯成型物的模具及其制作方法,39、光学器件、模具和制作模具的方法,40、滤板模具和采用滤板模具制作滤板的方法。

  41、高图纹浮雕大金币及其模具的制作工艺,42、微缩文字图案模具制作方法,43、一种薄顶铝管冷挤压模具冲头的制作方法,44、仿鹅卵石墙地砖模具的制作方法,45、一种PS泡沫颗粒制作的模具,46、用聚氨酯橡胶混合制作模具的配方及制作方法,47、一种采用电铸制作低摩擦系数微电子机械模具的方法,48、制作硬质合金冲压模具的方法,49、用于制作布料咬花或纹路的模具的制造方法。

  50、用于制作干制天然肠衣套管的模具及制作干制天然肠衣套管的工艺,51、车辆保险杠外覆体制作用的塑料注射模具的制造方法,52、铸造低合金冷作的模具钢的制造工艺及其制作的模具钢,53、聚二甲基硅氧烷微流控芯片复型光固化树脂模具制作方法,54、一种制作仿石板材的差异图案模具及其工艺方法,55、具有复数螺旋角螺纹的螺丝及制作该种螺丝的模具。

  56、机粘篮球的制作工艺及专用模具,57、可用普通注塑模具完成的模内装饰塑料件及其制作方法,58、一种再造石装饰外墙挂板及其制作方法和模具,59、制作减速机壳形消失模的模具及使铸件成形方法,60、制作用于压机中的薄型模具的方法,61、深亚微米三维滚压模具及其制作方法,62、燃灯、制作燃灯用骨架的模具设备以及制造方法,63、热喷涂快速制作钢基模具的方法。

  64、用纸浆制作工艺品的模具及方法,65、用纸浆制作工艺品纸的模具及利用该模具生产工艺品纸的方法,66、微电铸金属模具的制作方法,67、制作具橡胶皮及人造皮球体的模具,68、切削加工方法、切削加工装置及金属模具制作方法,69、大面积微压印专用超平整度软模具的制作方法,70、纤维-纯钛金箔复合型材、制作方法及其固化模具,71、一种制作发电机护环热锻环坯的方法及模具,72、一种制作凸棱抛光板材的滚筒抛光成型模具及其使用方法,73、外齿轮减速式单向器外齿圈制作方法及其模具。

  74、一种井盖的制作方法及其专用模具,75、普洱茶工艺品及其制作模具,76、制作衣物图案的专用模具及图案的制作方法,77、一种高精度光学球罩与模具及其制作工艺,78、模型直升机的旋翼、制作方法及其固化模具,79、玻璃钢管道插口端的制作方法及其专用模具。

  80、模具材料的制作技术及使用方法,81、模具复合材料的制作技术及使用方法,82、一种高效制作多色区图案制品的空孔图案模具系统及方法,83、制作陶瓷制品的模具,84、大规格带孔纪念币(章)的制作方法及其用于该方法的模具,85、制作铸造模具的新方法和依该方法制得的铸造模具,86、一种钢筋砼填充用薄壁盒的成型模具及其制作方法,87、一种具有多层类金刚石碳膜的模具的制作方法。

  88、采用中密度原料制作圆柱体装饰工艺品的制备工艺及其制备模具,89、用于制作电动机转子的模具,90、用于制作电动机转子的模具,91、一种制作皮革模具压花板的方法。

回火、退火、正火的形象点的区别「2个回答」 ♂

  热处理方法中的:退火,正火,淬火,回火有什么相同点与不同点下面我就给你说说:,金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺方法,金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能,其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的,为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的,钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。

  另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能,在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识,早在公元前770~前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化,白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺,公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到迅速发展,中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的,随着淬火技术的发展,人们逐渐发现冷剂对淬火质量的影响,三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的,这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和尿的冷却能力。

  中国出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15~0.4%,而表面含碳量却达0.6%以上,说明已应用了渗碳工艺,但当时作为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢,1863年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相,法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论,以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图,为现代热处理工艺初步奠定了理论基础,与此同时,人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法,以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等,1850~1880年,对于应用各种气体(如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利,1889~1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。

  二十世纪以来,金属物理的发展和其它新技术的移植应用,使金属热处理工艺得到更大发展,一个显著的进展是1901~1925年,在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳;30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控,以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法;60年代,热处理技术运用了等离子场的作用,发展了离子渗氮、渗碳工艺;激光、电子束技术的应用,又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法,二金属热处理的工艺,热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程,这些过程互相衔接,不可间断,加热是热处理的重要步骤之一,金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料,电的应用使加热易于控制,且无环境污染,利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热,金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。

  因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热,加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题,加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得需要的组织,另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间,采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间或保温时间很短,而化学热处理的保温时间往往较长,冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度,一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快,但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬,金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理、局部热处理和化学热处理等。

  根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺,同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能,钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多,整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺,钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺,退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备,正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

  淬火是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却,淬火后钢件变硬,但同时变脆,为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火,退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可,“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同,又演变出不同的热处理工艺,为了获得一定的强度和韧性,把淬火和高温回火结合起来的工艺,称为调质,某些合金淬火形成过饱和固溶体后,将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间,以提高合金的硬度、强度或电性磁性等,这样的热处理工艺称为时效处理。

  把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行,使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理;在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理,它不仅能使工件不氧化,不脱碳,保持处理后工件表面光洁,提高工件的性能,还可以通入渗剂进行化学热处理,表面热处理是只加热工件表层,以改变其表层力学性能的金属热处理工艺,为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部,使用的热源须具有高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温,表面热处理的主要方法,有激光热处理、火焰淬火和感应加热热处理,常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等,化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺,化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。

  化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热,保温较长时间,从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素,渗入元素后,有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火,化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属、复合渗等,热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一,大体来说,它可以保证和提高工件的各种性能,如耐磨、耐腐蚀等,还可以改善毛坯的组织和应力状态,以利于进行各种冷、热加工,例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁,提高塑性;齿轮采用正确的热处理工艺,使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高;另外,价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能,可以代替某些耐热钢、不锈钢;工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。

  三钢的分类,钢是以铁、碳为主要成分的合金,它的含碳量一般小于2.11%,钢是经济建设中极为重要的金属材料,钢按化学成分分为碳素钢(简称碳钢)与合金钢两大类,碳钢是由生铁冶炼获得的合金,除铁、碳为其主要成分外,还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质,碳钢具有一定的机械性能,又有良好的工艺性能,且价格低廉。

  因此,碳钢获得了广泛的应用,但随着现代工业与科学技术的迅速发展,碳钢的性能已不能完全满足需要,于是人们研制了各种合金钢,合金钢是在碳钢基础上,有目的地加入某些元素(称为合金元素)而得到的多元合金,与碳钢比,合金钢的性能有显著的提高,故应用日益广泛,由于钢材品种繁多,为了便于生产、保管、选用与研究,必须对钢材加以分类,按钢材的用途、化学成分、质量的不同,可将钢分为许多类:,(一).按用途分类,按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。

  1.结构钢:,(1).用作各种机器零件的钢,它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢,(2).用作工程结构的钢,它包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢,2.工具钢:用来制造各种工具的钢,根据工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。

  3.特殊性能钢:是具有特殊物理化学性能的钢,可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等,(二).按化学成分分类,按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类,碳素钢:按含碳量又可分为低碳钢(含碳量≤0.25%);中碳钢(0.25%<含碳量<0.6%);高碳钢(含碳量≥0.6%),合金钢:按合金元素含量又可分为低合金钢(合金元素总含量≤5%);中合金钢(合金元素总含量=5%--10%);高合金钢(合金元素总含量>10%),此外,根据钢中所含主要合金元素种类不同,也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。

  (三).按质量分类,按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为普通钢(含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%;或磷、硫含量均≤0.050%);优质钢(磷、硫含量含硫量≤0.030%),此外,还有按冶炼炉的种类,将钢分为平炉钢(酸性平炉、碱性平炉),空气转炉钢(酸性转炉、碱性转炉、氧气顶吹转炉钢)与电炉钢,按冶炼时脱氧程度,将钢分为沸腾钢(脱氧不完全),镇静钢(脱氧比较完全)及半镇静钢,钢厂在给钢的产品命名时,往往将用途、成分、质量这三种分类方法结合起来,如将钢称为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等,均≤0.040%);高级优质钢(含磷量≤0.035%、,四金属材料的机械性能,金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类,所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。

  金属材料工艺性能的好坏,决定了它在制造过程中加工成形的适应能力,由于加工条件不同,要求的工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等,所谓使用性能是指机械零件在使用条件下,金属材料表现出来的性能,它包括机械性能、物理性能、化学性能等,金属材料使用性能的好坏,决定了它的使用范围与使用寿命,在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用,金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为机械性能(或称为力学性能),金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据,外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求的机械性能也将不同,常用的机械性能包括:强度、塑性、硬度、韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。

  下面将分别讨论各种机械性能,1.强度,强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)的性能,由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式,所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等,各种强度间常有一定的联系,使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指标,2.塑性,塑性是指金属材料在载荷作用下,产生塑性变形(永久变形)而不破坏的能力,3.硬度。

  硬度是衡量金属材料软硬程度的指标,目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法,它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面,根据被压入程度来测定其硬度值,常用的方法有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和维氏硬度(HV)等方法,4.疲劳,前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指标,实际上,许多机器零件都是在循环载荷下工作的,在这种条件下零件会产生疲劳,5.冲击韧性。

  以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性,五退火--淬火--回火,(一).退火的种类,1.完全退火和等温退火,完全退火又称重结晶退火,一般简称为退火,这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸,锻件及热轧型材,有时也用于焊接结构,一般常作为一些不重要工件的最终热处理,或作为某些工件的预先热处理,2.球化退火。

  球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具,量具,模具所用的钢种),其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备,3.去应力退火,去应力退火又称低温退火(或高温回火),这种退火主要用来消除铸件,锻件,焊接件,热轧件,冷拉件等的残余应力,如果这些应力不予消除,将会引起钢件在一定时间以后,或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹,(二).淬火,为了提高硬度采取的方法,主要形式是通过加热、保温、速冷。

  最常用的冷却介质是盐水,水和油,盐水淬火的工件,容易得到高的硬度和光洁的表面,不容易产生淬不硬的软点,但却易使工件变形严重,甚至发生开裂,而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火,(三).回火,1.降低脆性,消除或减少内应力,钢件淬火后存在很大内应力和脆性,如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂,2.获得工件所要求的机械性能,工件经淬火后硬度高而脆性大,为了满足各种工件的不同性能的要求,可以通过适当回火的配合来调整硬度,减小脆性,得到所需要的韧性,塑性,3.稳定工件尺寸,4.对于退火难以软化的某些合金钢,在淬火(或正火)后常采用高温回火,使钢中碳化物适当聚集,将硬度降低,以利切削加工,六常用炉型的选择,炉型应依据不同的工艺要求及工件的类型来决定。

  1.对于不能成批定型生产的,工件大小不相等的,种类较多的,要求工艺上具有通用性、,多用性的,可选用箱式炉,2.加热长轴类及长的丝杆,管子等工件时,可选用深井式电炉,3.小批量的渗碳零件,可选用井式气体渗碳炉,4.对于大批量的汽车、拖拉机齿轮等零件的生产可选连续式渗碳生产线或箱式多用炉,5.对冲压件板材坯料的加热大批量生产时,最好选用滚动炉,辊底炉,6.对成批的定型零件,生产上可选用推杆式或传送带式电阻炉(推杆炉或铸带炉),7.小型机械零件如:螺钉,螺母等可选用振底式炉或网带式炉,8.钢球及滚柱热处理可选用内螺旋的回转管炉。

  9.有色金属锭坯在大批量生产时可用推杆式炉,而对有色金属小零件及材料可用空气循环加热炉。


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