項(xiàng)目二常見熱處理

課題常見熱處理

任務(wù)一了解常見熱處理

【課題名稱】

鋼的熱處理

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識(shí)目標(biāo)

1）熟悉鋼的熱處理的作用

2）熟悉退火、正火、淬火和回火的含義和不同點(diǎn)。

3）熟悉鋼的表面熱處理的作用及方法。

二、能力目標(biāo)

1）能夠掌握退火、正火、淬火和回火的工藝區(qū)別及其對鋼性能

的影響。

2）熟悉常用表面淬火的方法及其作用。

三、素質(zhì)目標(biāo)

了解熱處理對金屬材料性能的影響。

四、教學(xué)要求

1）熟悉熱處理對金屬材料性能的影響。

2）熟悉退火、正火、淬火和回火的含義及熱處理工藝的區(qū)別和

應(yīng)用場合。

3）了解表面淬火的目的和常用方法。

【教學(xué)重點(diǎn)】

1）退火、正火、淬火和回火的工藝區(qū)別及性能特點(diǎn)。

2）表面熱處理的作用和常用方法。

【難點(diǎn)分析】

加熱溫度和保溫冷卻方式的變化為什么會(huì)對金屬材料的性能產(chǎn)

生大的影響？

【分析學(xué)生】

回火的工藝區(qū)別學(xué)生不好理解，需要將加熱最高溫度、保溫時(shí)間

和冷卻速度三個(gè)方面來比較它們之間的不同。

【教學(xué)思路設(shè)計(jì)】

1）突出熱處理的目的及回火的工藝區(qū)別。

2）表面淬火是提高材料表面硬度的主要方法，要記住常用的淬

火方法。

【教學(xué)安排】

2學(xué)時(shí)（90分鐘）

【教學(xué)過程】

一、鋼的熱處理

鋼經(jīng)過熱處理后，能有效地善使用性能和工藝性能，提高產(chǎn)品的

質(zhì)量，延長使用壽命。如菜刀、斧子加熱后速放入水中冷卻可以提高

刃口的硬度和耐磨性，使刃口變得鋒利。

鋼的熱處理分為普通熱處理和表面熱處理兩類。普通熱處理可以

分為退火、正火、淬火和回火。

1.退火

將鋼件加熱到適當(dāng)溫度并保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的工藝稱

為退火。例如，用45鋼制造的齒輪加熱到830t左右，然后在爐中

緩慢冷卻，可消除鍛造成形產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，降低硬度，為

切削加工創(chuàng)造條件。

2.止火

將鋼件加熱到適當(dāng)溫度并保溫適當(dāng)時(shí)間后，在靜止空氣中冷卻的

工藝稱為正火。正火的目的與退火相同，加熱的溫度也相當(dāng)，但保溫

時(shí)間比退火短，且在空氣中冷卻，相比之下冷卻速度比退火快，因此

得到的硬度比退火高。正火常用于最終熱處理，以提高力學(xué)性能。

3.淬火

將鋼加熱到某一溫度并保持一定時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s的

熱處理工藝稱為淬火。例如，45鋼加熱到860七左右，保持10分鐘

之后，快速投入水中，即可將鋼淬火。淬火的目的是提高工具的硬度

和耐磨性。碳素鋼的淬火介質(zhì)常選擇水，而合金鋼常選擇油。

4.回火

將鋼件淬硬后，再加熱到某一溫度并保溫一定時(shí)間，再冷卻到高

溫的熱處理工藝稱為回火。例如，45鋼注火后，需再加熱到860t

以下某個(gè)溫度（700℃）,保溫10分鐘后，在空氣中慢慢冷卻到室溫。

回火的目的是消除淬火的內(nèi)應(yīng)力，調(diào)整硬度，提高韌性，穩(wěn)定組織，

以獲得所需要的力學(xué)性能。

回火可分為低溫回火（250C以下）、中溫回火（250t-500t）

和高溫回火（500t以上），回火溫度越低，淬火工件的硬度越高，

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識(shí)目標(biāo)

了解不同熱處理方法對材料使用性能和壽命的影響。。

二、能力目標(biāo)

能夠初步了解根據(jù)工件的工作條件，選用合適的材料熱處理方法

和工藝。

三、素質(zhì)目標(biāo)

了解各種熱處理方法的應(yīng)用場合。

四、教學(xué)要求

能讀懂圖樣上標(biāo)注的熱處理要求，了解該零件的工作要求，初步

了解不同零件的熱處理方法。

【教學(xué)重點(diǎn)】

能初步根據(jù)工件的工作條件選用合適的熱處理工藝。

【教學(xué)難點(diǎn)】

能為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，了解不同工件的工作場合，從

而掌握為什么需要對工件進(jìn)行相應(yīng)的熱處理。

【教學(xué)思路設(shè)計(jì)】

1）不同的熱處理方法的目的、作用以及對工件產(chǎn)生的影響。

2）用的熱處理零件分類，找出熱處理的不同方法，用舉例、歸

納總結(jié)的方法來講授課程。

【教學(xué)安排】

2學(xué)時(shí)（90分鐘）

【教學(xué)過程】

一、熱處理的目的

改善鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和性能，達(dá)到消除內(nèi)力、降低硬度、容易

切削或提高硬度、耐磨性、延長使用壽命的目的。

通?？煞殖扇惲慵碜鳠崽幚?。

二、彈簧的熱處理

彈簧的使用功能要求材料在彈簧變形的許可范圍內(nèi)，能夠達(dá)到設(shè)

計(jì)的使用壽命，即反復(fù)循環(huán)受力作用而不會(huì)發(fā)生塑性變形。因此，必

須進(jìn)行熱處理。

1.小直徑彈簧

一般彈簧的直徑小于4mm時(shí)，采用卷彈簧機(jī)器冷繞加工成形。

此類彈簧選用低溫回火處理。

小直徑彈簧一般常用高碳鋼作原料（如65Mn）,也有選用合金鋼

的（如60Si2Mn）,還可用不銹鋼、黃銅作原料的，如沙發(fā)彈簧、筆

芯彈簧和拉力彈簧等。

彈簧的斷面形狀以圓形為多，也有選用方形斷面的。

2.大直徑彈簧

一般彈簧的直徑大于4mm時(shí)，冷繞加工成形困難，需要將材料

加熱后再卷曲成形，如火車箱底上的壓縮彈簧。此類熱加工彈簧需要

先進(jìn)行淬火再作回火處理。淬火是為了提高材料的硬度，使其有足夠

的硬度，但淬火后材料的脆性增加了，必須作回火處理，消除內(nèi)部組

織的應(yīng)力，以提高抗疲勞循環(huán)次數(shù)，達(dá)到使用壽命要求。

冷繞彈簧應(yīng)用較多、較廣。

三、齒輪的熱處理

齒輪作為機(jī)械傳動(dòng)的主要零件，以圓柱齒輪的應(yīng)用最廣。由于輪

齒表面作反復(fù)循環(huán)接觸和擠壓，要求具有足夠的接觸疲勞強(qiáng)度和抗

彎疲勞強(qiáng)度，因此要求齒面硬度高，而齒根要求具有一定的韌性，

具有較高的抗沖擊能力，才能達(dá)到使用要求。所以，必須進(jìn)行熱處

理。

1.材料的選擇

齒輪材料以中碳鋼為多，如45、40Cr鋼。對于心部韌性要求較

高的變速箱齒輪，選用低碳合金鋼表面，滲碳后再淬火處理，以達(dá)到

外硬內(nèi)韌的效果。

2.熱處理方法

熱處理的方法應(yīng)按淬火后的硬度要求來安排，如以布氏硬度要求

的一?般作調(diào)質(zhì)處理，以洛氏硬度要求的應(yīng)先淬火再低溫回火處理。根

據(jù)硬度的不同要求和材質(zhì)來決定淬火的溫度和方式等。

淬火常選用高頻加熱的方式，其優(yōu)點(diǎn)是受熱均勻，時(shí)間短，不易

發(fā)生氧化，僅淬硬表面而不會(huì)影響心部組織。如果齒輪的模數(shù)較大，

可選用單齒加熱逐個(gè)淬火的方法。

四、軸類零件的熱處理

軸類零件在傳動(dòng)中受到彎曲和扭轉(zhuǎn)的組合作用，要求軸類材料具

有較好的抗彎曲和扭轉(zhuǎn)能力。一般選用中碳鋼(45鋼)或中碳合金

鋼(40Cr)作軸的材料，再作熱處理。

L一般軸類零件

一般軸類零件硬度要求不高，如果要求硬度在220?250HBW之間,

一般只作調(diào)質(zhì)處理即可；如果要求硬度在28'35HRC之間，可選用合

金鋼再正火或調(diào)質(zhì)處理。

2.主軸零件

機(jī)床主軸一般采用中空結(jié)構(gòu)，軸的長度較大，且對剛度要求較高,

如CA6140機(jī)床主軸選用40Cr作材