溫度是變形的關(guān)鍵因素

工業(yè)上實際應(yīng)用的表面處理工藝形式非常多，但是它們的基本過程都是熱作用過程，都是由加熱、保溫和冷卻三個階段組成的。整個工藝過程都可以用加熱速度、加熱溫度、保溫時間、冷卻速度以及表面處理周期等幾個參數(shù)來描述。在表面處理工藝中，要用到各種加熱爐，金屬表面處理便在這些加熱爐中進(jìn)行（如基本表面處理中的退火、淬火、回火、化學(xué)表面處理的滲碳、滲氮、滲鋁、氣相多元復(fù)合共滲、滲鉻或去氫等等）。因此，加熱爐內(nèi)的溫度測量就成為熱表面處理的重要工藝參數(shù)測量。每一種白表面處理工藝規(guī)范中，溫度是很重要的內(nèi)容。如果溫度測量不準(zhǔn)確，表面處理工藝規(guī)范就得不到正確的執(zhí)行，以至造成產(chǎn)品質(zhì)量下降甚至報廢。溫度的測量與控制是表面處理工藝的關(guān)鍵，也是影響變形的關(guān)鍵因素。

（1）工藝溫度降低后工件的高溫強(qiáng)度損失相對減少，塑性抗力增強(qiáng)。這樣工件的抗應(yīng)力變形、抗淬火變形、抗高溫蠕變的綜合能力增強(qiáng)，變形就會減少；

（2）工藝溫度降低后工件加熱、冷卻的溫度區(qū)間減少，由此而引起的各部位溫度不一致性也會降低，由此而導(dǎo)致的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力也相對減少，這樣變形就會減少；

（3）如果工藝溫降低、且熱處理工藝時間縮短，則工件的高溫蠕變時間減少，變形也會減少。

減小QPQ表面處理變形需要合理的熱處理工藝是什么？

例如經(jīng)表面處理后的20CrNi2MoA鋼齒圈齒表面、齒心部硬度及有效硬化層深度均達(dá)到要求模數(shù)mn=12mm的齒圈經(jīng)不同溫度球化退火后的硬度梯度曲線。由圖1可以看出，在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化加680℃等溫處理的硬度梯度結(jié)果相近，未經(jīng)球化退火的齒輪的硬度較前兩個低。這是因為球化退火可使淬火后滲層表面殘留奧氏體量減少，從而提高了齒表面硬度，因此20CrNi2MoA鋼齒圈滲碳后應(yīng)采用球化退火工藝，同時為減表面處理變形，在650℃球化退火效果更好。

變形的其它影響因素及減小措施

（1）預(yù)備表面處理

正火硬度過高、混晶、大量索氏體或魏氏組織都會使內(nèi)孔變形增.大，所以要用控溫正火或等溫退火來處理鍛件。金屬的正火、退火以及在進(jìn)行淬火之前的調(diào)質(zhì)，都會對金屬的變形量產(chǎn)生一定的影響，直接影響到的是金屬組織結(jié)構(gòu)上的變化。實踐證明，在正火時采用等溫（分級）淬火可有效地使金屬組織結(jié)構(gòu)趨于均勻，從而使其變形量減小。

（2）運(yùn)用合理的冷卻方法

金屬淬火后冷卻過程對變形的影響也是很重要的一個變形原因。在淬透的情況下，熱油淬火比冷油淬火變形小，一般控制在100±20℃。油的冷卻能力對變形也是至關(guān)重要的。淬火的攪拌方式和速度均影響變形。金屬表面處理冷卻速度越快，冷卻越不均勻，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，模具的變形也越大?？梢栽诒ＷC模具硬度要求的前提下，盡量采用預(yù)冷；采用分級冷卻淬火能顯著減少金屬淬火時產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，是減少一些形狀較復(fù)雜工件變形的有效方法；對一些特別復(fù)雜或精度要求較高的工件，利用等溫（或分級）淬火能顯著減少變形。

（3）零件結(jié)構(gòu)要合理

金屬表面處理后在冷卻過程中，總是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在滿足實際生產(chǎn)需要的情況下，應(yīng)盡量減少工件厚薄懸殊，零件截面力求均勻，以減少過渡區(qū)因應(yīng)力集中產(chǎn)生畸變和開裂傾向；工件應(yīng)盡量保持結(jié)構(gòu)與材料成分和組織的對稱性，以減少由于冷卻不均引起的畸變；工件應(yīng)盡量避免尖銳棱角、溝槽等，在工件的厚薄交界處、臺階處要有圓角過渡；盡量減少工件上的孔、槽筋結(jié)構(gòu)不對稱；厚度不均勻零件采用預(yù)留加工量的方法。

（4）采用合理的裝夾方式及夾具

目的使工件加熱冷卻均勻，以減少熱應(yīng)力不均，組織應(yīng)力不均，來減小變形，可改變裝夾方式，盤類零件與油面垂直，軸類零件立裝，使用補(bǔ)償墊圈，支承墊圈，疊加墊圈等，花鍵孔零件可用滲碳心軸等。