热处理工序位置安排

三、热处理工序位置安排

任何机械零件的制造，都需要通过各种冷、热加工等若干道工序才能完成，热处理工序一般处于全部制造工序过程的某一或某几个中间环节。合理地安排热处理与其他加工工序的衔接，使它们之间良好配合，是制造出合格零件的重要保证。

根据热处理的作用不同，可将其分为预先热处理和最终热处理两大类，它们在零件加工工艺路线中的工序位置安排如下。

(一)预先热处理的工序位置

常用的预先热处理工艺主要是退火或正火，在某些情况下也采用调质处理。

1．退火和正火的工序位置

退火和正火通常安排在毛坯生产之后、切削加工之前。无论是铸件、锻件还是焊件毛坯，一般在切削加工之前都要进行退火或正火处理，以消除残余应力、细化晶粒、均匀组织、改善切削加工性或为最终热处理工序做好组织上的准备。有些精度要求较高的精密零件，为了消除切削加工过程中产生的残余内应力，减小零件变形，还需要在切削加工工序之间安排去应力退火。对于过共析高碳钢，若毛坯组织中出现较严重的网状渗碳体时，要在球化退火前先安排进行正火处理消除渗碳体网，否则将导致球化不良。退火、正火件的工艺路线一般为:毛坯生产(铸、锻、焊、冲压等)→退火或正火→机械加工。

退火和正火还可作为某些力学性能要求不高的零件的最终热处理。

2．调质的工序位置

调质一般常作为中碳钢零件的最终热处理，目的是获得较高的综合力学性能。调质作为预先热处理时，主要用于后续需要表面淬火的零件，或为易变形的精密零件的整体淬火做好组织准备。调质处理一般安排在粗加工之后，精加工或半精加工之前，这是由于若在粗加工之前调质，其表面调质层的优良组织会在粗加工中被大量切除，特别是淬透性较低的碳钢零件，其表面大部分调质层会被粗加工切除掉。

调质零件的加工工艺路线一般为:下料→锻造→正火(或退火)→机械粗加工→调质→机械精加工→…

调质件在淬火时会产生氧化、脱碳等缺陷，因此无论是型材还是锻件，在调质前粗加工时，必须留有一定的加工余量(如直径10～100mm的轴，预留2～3．5mm的加工余量)。调质件淬火时若有变形，调质后应安排校直工序。

(二)最终热处理的工序位置

最终热处理包括各种淬火、回火及化学热处理等。零件经最终热处理后硬度较高，除磨削加工外，一般不适宜再安排其他切削加工。所以，最终热处理工序位置一般都安排在半精加工之后、磨削加工(精加工)之前。

1．淬火、回火的工序位置

整体淬火与表面淬火的工序位置基本相同。考虑到淬火件的变形、表面氧化、脱碳等需要在磨削工序予以清除，因此半精加工时应预留一定的磨削余量(如直径小于200mm，长度小于1000mm的淬火零件，磨削余量一般为0．37～0．75mm)。表面淬火零件因淬火变形较小，磨削余量可比整体淬火零件小一些。

(1)整体淬火件的加工路线一般为:下料→锻造→退火(或正火)→机械粗加工→半精加工→淬火、回火→磨削。

(2)感应加热表面淬火零件的加工路线一般为:下料→锻造→正火(或退火)→机械粗加工→调质→机械半精加工→感应表面淬火、低温回火→磨削。

不需要调质的表面淬火零件，锻造后预先热处理采用正火。若正火后硬度偏高切削加工性不良时，可在正火后进行高温回火。

2．化学热处理的工序位置

各种化学热处理，如渗碳、氮化等均属于最终热处理。工件经这类热处理后，表面硬度高，除磨削或研磨等光整加工外，不适宜进行其他切削加工。化学热处理工序位置应尽量靠后，一般安排在半精加工之后，磨削加工之前。

(1)渗碳零件的加工路线:下料→锻造→正火→机械粗加工、半精加工→渗碳淬火、低温回火→磨削。

当零件局部不允许渗碳时，应在设计图样上予以注明。渗碳前可在该部位镀铜防渗;也可采取局部多留余量的方法，渗后去除该部位的渗碳层。

(2)渗氮零件(38CrMoAlA钢)的加工路线:下料→锻造→退火→机械粗加工→调质→机械精加工→去应力退火(常称为高温回火)→粗磨→渗氮→精磨或研磨。

对于需精磨的渗氮件，粗磨时，直径应预留0．10～0．15mm的余量;对需研磨的渗氮件，余量为0．05mm。零件不需要渗氮的部位，可镀锌(或镀镍)保护，也可预留1mm的防渗余量，待渗氮后磨去。

3．稳定化处理的工序位置

精密零件在淬火及低温回火后的稳定化处理(也称时效)，目的是消除应力，稳定尺寸。一般安排在粗磨和精磨之间，并可进行多次时效处理。

一般工艺路线为:下料→锻造→正火(或退火)→机械粗加工、机械半精加工→淬火、回火→粗磨→稳定化退火→精磨。