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2023年天津工程职业技术学院 天津工程职业技术学院 毕业论文 热处理变形的影响因素 系 别 机电系 专 业 机械制造与自动化专业 班 级 机电 09-2 学生姓名 张彬 指导教师 2023年 4 月 15 日 科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，作为支柱产业之一的材料热处理工业淬火、回火等精整加工，新理论、新技术、新工艺、新的材料性能及其开发应用层出不穷。天津航天长征火箭制造有限公司是以长征系列大运载火箭和DF导弹为主要生产的制造基地。 企业及岗位概况 天津航天长征火箭制造有限公司坐落于天津塘沽经济开发区西区，未来主要制造五米大型运载火箭，这标志着中国在航天探索太空宇宙方面再次迈出重大步伐，标志着我国航天事业的蓬勃发展。 天津航天长征火箭制造有限公司为国家保密单位，加工流程为铸造加工组装总装。所处工作岗位为铸造车间热处理。 通过四个多月的实习接触和学习，让我对铝合金的热处理有了深入的了解。铝合金铸件的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间并以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的 力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。 一、引言 什么是材料的热处理？热处理有什么弊端？ 材料的热处理是将固态金属或合金，采用适当的方式进行加热、保温、冷却，有时并兼之以化学作用和机械作用使金属合金内部的组织和结构发生改变，从而获得改善材料性能的工艺。热处理工艺是使各种金属材料获得优良性能的重要手段。很多实际应用中合理选用材料和各种成型工艺并不能满足金属工件所需的力学性能，这时热处理工艺是必不可少的。 但是热处理工艺除了具有积极的作用之外，在处理过程中也不可避免地会产生或多或少的变形，而这又是机械加工中必须避免的，两者之间是共存而又需要避免的关系，只能采用相应的方法尽量把变形量控制在尽量小的范围内。而要减小热处理的变形，我们就需要了解影响热处理变形的因素。 二、温度是变形的关键因素 工业生产中实际应用的热处理工艺 形式非常多，如退火、正火、回火、淬火等，但是它们的基本过程都是热过程，都是由加热、保温和冷却三个间断组成的。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。在热处理工艺中，要用到各种加热炉，金属热处理便在这些加热炉中进行（如基本热处理中的退火、淬火、回火，化学热处理的渗碳、渗氮、渗铝等等）。因此，加热炉内的温度测量就成为热处理的重要工艺参数测量。每一种热处理工艺规范中，温度是很重要的内容。如果温度测量不准确，热处理工艺规范就得不到正确的执行，以至造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是热处理工艺的关键，也是影响变形的关键因素。 （1）工艺温度降低后工件的高温强度损失相对减小，塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗淬火变形的综合能力增强，变形就会减小； （2）工艺温度降低后工件加热、冷却的温度区间减小，由此而引起的各部位温度不一致性也会降低，由此而导致的热应力和组织应力也相对减小，这样变形就会减小； （3）如果工艺温度降低、且热处理工艺时间缩短，则工件的高温蠕变时间减少，变形也会减少； 三、变形的其它影响因素及减小措施 （1）合理的加热次序和冷却次序 根据不同零件的结构特点，制定适合该零件的热处理顺序，可相应的减小热处理带来的变形，尽量使各部分热处理生产的变形可以相互抵消。最终达到变形最小的目的。不过此方法成本较高，较复杂，浪费时间。一般情况下，除非非常精密的零件，才会采用此种方式。 （2）预备热处理 正火硬度过高、大量索氏体或魏氏组织都会使内孔变形增大，所以要用控温正火或等温退火来处理锻件。金属的正火、退火以及在进行淬火之前的调质，都会对金属最终的变形量产生一定的影响，直接影响到的是金属组织结构上的变化。实践证明，在正火时采用等温淬火可有效地使金属组织结构趋于均匀，从而使其变形量减小。 (3)运用合理的冷却方法 金属淬火后冷却过程对变形的影响也是很重要的一个变形原因。热油淬火比冷油淬火变形小，一般控制在80-120。油的冷却能力对变形也是至关重要的。淬火的搅拌方式和速度均影响变形。金属热处理冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大，模具的变形也越大。可以在保证模具硬度要求的前提下，尽量采用冷却；采用分级冷却淬火能显著减少金属淬火时产生的热应力和组织应力，是减少一些形状较复杂工件变形的有效方法；对一些特别复杂或精确度要求较高的工作，利用等温淬火能显著减小变形。 （4）零件结构要合理 金属热处理后在冷却过程中，总是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少工件厚薄悬殊，零件截面力求均匀，以减少过渡区因应力集中产生畸变和开裂倾向；工件应尽量保持结构与材料成分和组织的对称性，以减少由于冷却不均匀引起的畸变；工件应尽量避免尖锐棱角、沟槽等，在工件的厚薄交界处、台阶处要有圆角过渡；尽量减少工件上的孔、槽筋结构不对称；厚度不均匀零件采用预留加工量的方法。 （5）采用合理的装夹方式及夹具 此方法的目的是使工件加热冷却均匀，以减少热应力不均匀，组织应力不均匀，来减小变形，可以改变装夹方式，盘类零件与油面垂直，轴类零件立装，使用补偿垫圈，支撑垫圈，叠加垫圈等，花键孔零件可用渗碳心轴等。 （6）采用合适的介质 在保证同样硬度要求的前提下，尽量采用油性介质，试验和实践证明，在其他条件无差异的前提下，油性介质的冷却速度较慢，而水性介质的冷却速度则相对快一些。而且，和油性介质相比，水温变化对水性介质冷却特性的影响较大，在同样的热处理条件下，油性介质相对水性介质淬火后的变形量要较小。 （7）机械加工因素 当热处理是工件加工过程的最后工序时，热处理畸变的允许值应满足图样上规定的工件尺寸，而畸变量要根据上道工序加工尺寸确定。为此，应按照工件的畸变规律，热处理前进行尺寸的预修正，使热处理畸变正好处于合适范围内。当热处理是中间工序时，热处理前的加工余量应视为机加工余量和热处理畸变量之和。通常机械加工余量易于确定，而热处理由于影响因素多比较复杂，因此为机械加工留出足够的加工余量，其余均可作为热处理允许畸变量。 四、结论 热处理能改善工件的机械性能，提高工件的强度和硬度，满足各种性能的需求，但引起的变形影响是不可避免的。要采用正确合理的工艺流程、装夹方式和装夹工具来尽量减小变形。 实习的收获和体会 经过在公司的实习，我受益匪浅。在实习过程中，我可以感受到公司“以人为本”的管理思想。在几个月的时间里，我学到了很多以前从未涉足的事物，如果不是公司给了我一次深刻的体现机会，可能我现在还只是一个只会拿书本的书生。因此，我对自己说，无论你拿着本书说的怎样厉害都好，轮到你要实际操作的时候，你只能无奈地站在那里，“纸上谈兵”在这个年代是行不通的。这同时又证明了要做好一份工作，不仅要了解相关的理论知识，还要了解实际操作。 通过这段时间的学习，从无知到认知，到深入了解，让我深刻的体会到学习的过程是最美的，在整个实习过程中，我每天都有很多的新的体会。这里也是我们初涉社会的开端，迈向美好而残酷的未来，我一直坚信自己的能力，但方向只有一个，那就是前进，永不言弃，永不退缩!坚定信念努力工作。 在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮忙。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这三年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。老师你们辛苦了。 天津工程职业技术学院 天津石油职业技术学院 天津铁道职业技术学院 【天津冶金职业技术学院专业】天津冶金职业技术学院招生网站天津冶金职业技术学院分数线 【天津铁道职业技术学院专业】天津铁道职业技术学院招生网站天津铁道职业技术学院分数线 天津轻工职业技术学院 阳泉职业技术学院阳泉职业技术学院 常州工程职业技术学院 造价员取证天津工程职业技术学院 总结报告天津职业技术学院