正火是將工件加熱到臨界溫度以上,保溫適當(dāng)時(shí)間后在空氣中冷卻的熱處理工藝,主要用于改善材料的切削性能、細(xì)化晶粒等,以下是其一般操作流程:
工件檢查:對(duì)待處理工件進(jìn)行全面檢查,包括尺寸、形狀、表面質(zhì)量等,確保工件符合正火工藝的要求,記錄工件的原始狀態(tài),如硬度、組織結(jié)構(gòu)等,以便后續(xù)對(duì)比分析。
設(shè)備選擇與調(diào)試:根據(jù)工件的材料、尺寸和生產(chǎn)批量,選擇合適的加熱設(shè)備,如箱式電阻爐、井式爐等,并檢查設(shè)備的溫度控制系統(tǒng)、加熱元件等是否正常工作,校準(zhǔn)溫度儀表,確保溫度測(cè)量準(zhǔn)確。
工裝夾具準(zhǔn)備:準(zhǔn)備好用于裝夾工件的工裝夾具,確保工件在加熱和冷卻過程中能夠保持正確的位置和姿態(tài),防止變形或損壞,對(duì)于一些特殊形狀或要求的工件,可能需要設(shè)計(jì)和制作專用的工裝夾具。
輔助材料準(zhǔn)備:準(zhǔn)備好必要的輔助材料,如耐火材料、保護(hù)氣體等。耐火材料用于保護(hù)加熱設(shè)備和工件,防止熱量散失和氧化;保護(hù)氣體可用于在加熱過程中減少工件表面的氧化脫碳。
裝爐:將工件平穩(wěn)地裝入加熱設(shè)備中,注意工件之間要保持一定的間距,以保證爐內(nèi)氣氛均勻流通,使工件受熱均勻。對(duì)于大型或復(fù)雜形狀的工件,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)难b爐方式,避免因重力或熱應(yīng)力導(dǎo)致變形。
升溫:按照預(yù)定的加熱速度,緩慢升高爐溫,使工件逐漸受熱。加熱速度要根據(jù)工件的材料、尺寸、形狀以及設(shè)備的加熱能力等因素合理確定。對(duì)于高合金鋼或大型工件,通常需要采用較慢的加熱速度,以防止熱應(yīng)力過大導(dǎo)致工件開裂或變形。
溫度控制:在加熱過程中,嚴(yán)格控制爐溫,使其達(dá)到并穩(wěn)定在正火工藝規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。不同材料的正火溫度有所不同,一般在 Ac3 或 Accm 以上 30 - 50℃。例如,對(duì)于中碳鋼,正火溫度通常在 850 - 900℃;對(duì)于高碳鋼,正火溫度一般在 820 - 860℃??赏ㄟ^溫度控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱功率,確保溫度的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
保溫:當(dāng)工件達(dá)到正火溫度后,保持一段時(shí)間,使工件內(nèi)部的組織充分均勻化。保溫時(shí)間的長(zhǎng)短取決于工件的材料、尺寸、裝爐量以及加熱設(shè)備的特性等因素。一般來說,保溫時(shí)間可根據(jù)工件的有效厚度按每毫米 1 - 1.5 分鐘來估算,但實(shí)際生產(chǎn)中還需結(jié)合具體情況通過試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)來確定。
出爐:保溫結(jié)束后,迅速將工件從加熱設(shè)備中取出,轉(zhuǎn)移到指定的冷卻區(qū)域。出爐操作要迅速、平穩(wěn),避免工件受到碰撞或震動(dòng),以免影響其組織和性能。
風(fēng)冷:將工件放置在通風(fēng)良好的空氣中自然冷卻,為了保證冷卻均勻性,可采用風(fēng)扇等設(shè)備加速空氣流動(dòng),使工件周圍的空氣能夠及時(shí)更新,帶走熱量。冷卻速度對(duì)工件的組織和性能有重要影響,一般來說,正火的冷卻速度比退火快,比淬火慢。
冷卻監(jiān)控:在冷卻過程中,可對(duì)工件的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,了解冷卻速度和冷卻均勻性。如果發(fā)現(xiàn)冷卻過程中出現(xiàn)異常情況,如局部冷卻過快或過慢,應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整,如調(diào)整風(fēng)扇位置、改變工件放置方式等。
冷卻至室溫:讓工件在空氣中自然冷卻至室溫,冷卻后的工件應(yīng)進(jìn)行外觀檢查、尺寸測(cè)量、硬度檢測(cè)等,以評(píng)估正火工藝的效果是否滿足要求。
清理:對(duì)正火后的工件進(jìn)行清理,去除表面的氧化皮、油污等雜質(zhì)。清理方法可根據(jù)工件的具體情況選擇,如采用噴砂、拋丸、酸洗等方法。
檢驗(yàn):按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求,對(duì)工件進(jìn)行全面檢驗(yàn),包括外觀檢查、尺寸精度測(cè)量、硬度檢測(cè)、金相組織分析等。通過檢驗(yàn),判斷工件的質(zhì)量是否符合要求,如發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)及時(shí)分析原因并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行改進(jìn)。
標(biāo)識(shí)與記錄:對(duì)檢驗(yàn)合格的工件進(jìn)行標(biāo)識(shí),注明材料、規(guī)格、正火工藝參數(shù)、生產(chǎn)日期等信息,以便于追溯和管理。同時(shí),將正火工藝的相關(guān)參數(shù)、檢驗(yàn)結(jié)果等記錄在案,為后續(xù)的生產(chǎn)和質(zhì)量控制提供參考。
包裝與儲(chǔ)存:根據(jù)工件的用途和客戶要求,對(duì)工件進(jìn)行包裝,選擇合適的包裝材料和方式,防止工件在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中受到損壞或腐蝕。將包裝好的工件存放在干燥、通風(fēng)的倉(cāng)庫中,避免受潮、生銹等。