經驗分享：熱處理與機械加工淺談。

1. 對于機械切削加工,一般機加工硬度最好在HRC30左右；但由于性能要求,需要較高硬度+后切削,硬度可以在HRC35~40。除了特殊銑齒等情況，硬度在HRC50左右也能切削，當然,現在國產刀具還不行,大部分需要進口美國/德國的。
2. 經滲碳淬火熱處理后一般孔內徑變形成橢圓，孔徑變小，<Φ10留磨量為2-4絲；Φ10-Φ20為5-8絲；Φ20-Φ30為10-12絲；Φ30-Φ40為20絲；>Φ40為30絲以上,我們的零件壁厚在10mm左右,另外控制敏感零件的熱處理變形量,預熱工序也是十分必要的。
3. 終鍛溫度過低會造成材料鍛裂,如不經過恰當的組織再結晶退火或其他熱處理,在最終熱處理后會發現零件開裂,這是經熱處理后所有應力釋放的結果,很容易被別人誤認為是熱處理工藝不當造成的；另外有些含特殊合金(如Cr)的零件鍛造后如果堆放在一起,冷卻速度不夠,會在晶界出處析出網狀碳,經熱處理后開裂,也必須引起熱處理工作者的注意!例如GCr15,CrWMn等零件,我就遇到過。
4. 對于低碳合金滲碳鋼，最佳切削硬度為160~180HB，實際生產中我們控制在140~210HB，硬度超過180HB刀具損耗大，低于160HB，尤其是硬度低至140HB左右又采用拉齒、插齒加工的話，粘刀現象嚴重，零件粗糙度很差。
5. 對于齒輪的加工，我接觸到的多是:調質來決定心部機械性能,然后做表面淬火的情況。因此，很多時候面臨著基體硬度高,即調質硬度高,然后進行機加、銑齒或插齒，因此硬度都高，高到HRC35以上,要采用很好的刀具.成本也增加不少。當然這樣做(調質硬度高)的好處是,表面淬火后變形小,可以忽略,省去磨削工序。
6. 齒輪氮化前是否必須調質處理，我們一般是這樣處理：碳鋼不調質采用正火處理，合金鋼則必須調質，且規定調質時的回火溫度應比氮化溫度高30℃左右。
7. 齒輪加工時，對切削加工件，正火硬度180-200HB，擠壓加工件，正火硬度160-170HB，公差分配，機械加工公差占零件成品公差的1/3，熱處理占2/3。
8. 齒輪軸，圖紙規定齒部滲碳淬火，無齒一端端部均布6個螺紋孔，位置度要求06，且要求防淬硬。在制定加工路線時，主管工藝人員將相關人員召集在一起討論，有兩種工藝流程

• 涂料防滲、滲碳淬火后硬車碳層，存在防滲不佳機加工困難的問題；

（2）滲碳空冷、車碳層、加工螺孔、加熱淬火，存在齒部和螺孔達不到圖紙精度的風險；經過大家充分討論分析，并根據工廠的實際情況將加工流程確定為：鍛坯–等溫正火–機加工（預留碳層）–涂料防滲、滲碳淬火–防滲部位軟化退火–車碳層–加工螺孔 。這一流程并不一定是合理的，但經過有關人員分析討論，卻是目前公司最容易實現的加工流程。

9. 緊固件生產所需要的線材一般都要經過球化退火處理，而球化效果與材料退火前的拉拔比例有很大關系,為了找出最佳的拉拔比例,我們金相試驗員與車間工人經過近四個月的摸索、試驗,終于找到最佳方案。
10. 角鐵熱軋生產出來以后，先經過淬火，然后再回火。

出現的問題：淬火后的工件變形比較厲害，經常碰感應圈。后期的回火后，無法保障工件是直線型的。

解決的方法：再保障連續生產，硬度達標的情況下，稍增大感應圈的間隙，機械工藝上增加多道輥，以保障工件生產出來后盡量為直線型。

11. 產品淬火后，進行機加工，由于他們只追求計件工資，往往進刀量過大，造成表面硬度嚴重退火，最終由于產品表面硬度低而退貨，這種情況分析了多次，然而大多數人還是認為是熱處理問題。

一、做好原材料的檢驗工作，原材料檢驗不好熱處理做的再好也可能會背黑鍋。

二、根據要加工工件的工藝性能，制定合理的熱處理工藝，熱處理工藝評定也要做好，當然工藝監督也很重要。

三、熱處理工序要為下一道工序做好基礎，例如：工件變形帶來的機械加工難度（彎曲、變形等）加工余量、力學性能指標、組織缺陷等。

四、熱處理一定要做好自檢和例檢，出現問題可以及時找到原因。

12. 有的老板已經把產品加工好了，再拿來找我們熱處理廠給他調質處理，真是暈，全部報廢。有的產品要氮化不變形，之前沒經過消應退火，已精磨好了，做了也白做，肯定變形。這些老板都是錢買學問！
13. 機械加工與熱處理的公差分配應按成品要求分成1：2，如成品要求為15,則機械加工的公差控制在0.05以內,熱處理控制在0.1以內。
14. 加熱看平衡圖,冷卻看C曲線。
15. 長軸件42CrMo材料成型過程：調質+機加工
    熱處理過程中由于爐體變形和鋼件本身內部應力等問題，以及吊裝過程中變形和淬火過程中的大變形，工件進入機械加工工藝前，工件變形非常大，這里采取水壓機矯直，一般在回火后300-400度出爐上矯直機進行熱矯。之后進行機械加工，有效控制了余量和機加工材料損耗。

這里注意到，如果熱處理吊裝，工藝及后續矯直工藝如果不能做到保證工件直度，機械加工將很難將工件加工出來，甚至造成報廢。

16. 對于調質后板類的加工，往往切削過程中由于施工者走刀大，造成應力變形。對此我們加工過程中加入低溫退火工序。效果比較好
17. 對于低碳合金滲碳鋼，最佳切削硬度為160~180HB，實際生產中我們控制在180~210HB，硬度180HB刀具切削性能好，低于160HB，尤其是硬度低至140HB左右粘刀現象嚴重，零件粗糙度很差。對于淬火件，必須留過渡R,以防淬火裂紋。還必須考慮材料性能-是漲是縮。
18. 彈簧用鋼：碳素彈簧鋼和1Cr18Ni9彈簧鋼；

齒輪用鋼：20CrMnTi、40Cr及38CrMoAl用鋼等等

19. 就軸承行業簡單的談一下。

首先，在鍛造方面：退火組織一定要在合格范圍之內，否則在熱處理過程中就會產生裂紋等問題，我們遇見過！

其次在粗車加工方面，進刀量盡量的要小，如果進刀量大了，產生的切削應力很大，這對淬火變形的影響比較大。

再者，我們熱處理，要把工藝的問題弄明白，這樣要熟悉自己的熱處理爐，然后工人要配合的去工作，保質保量。

最后，磨削部分，因為磨削會產生磨削應力，對精密產品影響較大，所以在來一次穩定化回火。

20. 大型鑄鋼件熱處理之后，材料內部產生多方向的開裂，后來經鑄件廠、機加工廠、熱處理廠和業主各方共同開會討論，得出的結論是：由于先粗加工再正火，中間孔位的部分加工時留了一圈凸緣，熱處理時應力集中造成開裂。現在的改進措施是：粗加工拉毛刀，表面光出即可，熱處理之后再做半精加工和精加工。
21. 從軸承熱處理角度來看，機加工就是潛在的“魔鬼”。

舉例如下：外徑120左右套圈外圈，車加工有時候為了提高產量，吃刀量賊大，有的車出來后滾到出顏色都變了；有的車成品橢圓度超過標準要求，直接往地上砸，砸到合格范圍為止；再者車加工有時候留量很不均勻，同一批產品大的相差0。60mm。亂彈琴！熱處理后出現的現象就是變形大、膨脹量很不均勻（反映出來了）。

22. 我接觸到得客戶用馬氏體不銹鋼做刀的熱處理：客戶做刀一般都是用冷軋退火后的材料做加工，基本加工完后進行淬火處理提高硬度，其硬度范圍由200HV左右升高到900—1000HV以上，然后為了提高材料的耐磨性和消除材料的殘余應力，通過低溫回火來做成成品。
23. 材料本身是否存在缺陷（我們廠里進口的材料，金相分析發現存在帶狀偏析及夾雜物超標，而且心部硬度超低，可老外的答復是可以用，符合你們國家的國標要求。）

2.前道熱處理準備對后續熱處理的影響（我是搞表面淬火的，經常是前道工序組織準備有些許小問題，到了最后這道工序反映出來了，自己給自己找事。）。

24. 機加工師傅送來一批材質M2的變徑沖頭要求熱處理，硬度要求不低于64HRC。

我說：你這批沖頭不好用，硬度要求不高我可以滿足，但你使用時會出問題。變徑處加工要有過渡要求光潔度。

機加工師傅說：原來用Cr12做，不耐用所以選擇M2材質的，這種材質最高可以達到66HRC，64已經降低要求了，機加工原來都是這么做的。就這樣干吧沒問題。

熱處理后沒幾天機加工師傅就來了出現問題。
1、使用時沖頭會一塊一塊的掉。（硬度高脆性大，沖擊時頭部會碎掉，沖頭硬度一般控制在62HRC）要根據使用方式，確定性能要求，不要一味挖掘材料最高性能。
2、沖頭會從變徑處斷。（有熱處理要求的工件變徑或尖角部位必須平穩過渡）

25. 熱處理的后序處理，如果使用到酸，有些產品要注意氫脆。我在熱處理彈簧片時，廠家反映脆斷，熱處理檢測硬度、彈性、組織沒問題，問題出在酸洗產生氫脆。
26. 專業車有彈簧夾頭裝夾，車出來的一般就是留量大小的問題。如果軸承量太小，沒有合適的夾具，用三爪卡盤、四爪卡盤裝夾，為了趕工時車削時進刀量大，卡盤就必須夾得很緊。車完量尺寸很好，三角、橢圓、四方都不錯，淬火以后弟兄們就哭吧，三角、四方、橢圓，我們就吃過這個虧，淬火前橢圓10mm，淬火后三角3mm，虧了師傅教了一首絕招，一次上三個、四個回火頂子，才把活交代下去。
27. 對于機械切削加工,一般機加工硬度最好在HRC30左右；但由于性能要求,需要較高硬度+后切削,硬度可以在HRC35~40。
28. 比如高頻淬火裂紋的問題，容易淬裂是由于機加淬火部位加工光度不夠，應力集造成的。熱處理硬度太高了，機加工不動的問題。棒料調質尺寸太長太大容易變形問題。熱處理硬度不均勻問題。機加進刀量大，容易變形。機加混料問題，造成熱處理事故。
29. 索氏體是形成于650-600攝氏度之間的細片層狀珠光體，回火索氏體是馬氏體經高溫回火后得到的，由已再結晶的鐵素體和均勻分布的細粒狀滲碳體所組成。F失去原M形態，成為多邊形顆粒狀，同時滲碳體聚集長大。托氏體是極細片層的珠光體，回火托氏體是馬氏體中溫回火得到的，由尚未發生再結晶的針狀鐵素體和彌散分布的極細小的片狀或粒狀滲碳體所組成。形態仍為淬火M的片狀或板條狀。馬氏體為碳在α－Fe中過飽和的固溶體，形態為片狀或板條狀，回火馬氏體由過飽和的α相與其共格的ε－Fe4C組成，形態保留原M形狀。
30. 索氏體、托氏體、珠光體，這三種組織是相似的，都是片狀的鐵素體和滲碳體組成的，區別就是三者的片間距不同珠光體＞索氏體＞托氏體。
31. 《合金鋼手冊》（上）（北京：冶金工業出版社，1984.）對“調質”定義如下：利用淬火和中溫（或高溫）回火以得到所需要的強度和韌性的熱處理工藝，同時它指出：適于進行調質處理的鋼叫調質鋼；它對索氏體定義為：①奧氏體在約600℃分解成的細珠光體，也有人把它叫索氏體或一次索氏體。為避免混淆起見，應廢棄這種稱謂，稱其為細珠光體；②索氏體，以前叫二次索氏體或回火索氏體，現用做專指在高溫較長時間回火時，碳化物已聚集在鐵素體內均勻分布的、在大約1000倍顯微鏡下可清晰看到的較大顆粒的顯微組織。
    2.《熱處理指南》（上）（北京：機械工業出版社，1987.）：所謂調質，就是使鋼的組織變成索氏體的熱處理工藝；而索氏體是一種高溫回火組織，在約600℃的溫度回火所形成的組織叫索氏體。這種組織的特點是：在充分發達的等軸鐵素體中彌散分布著細小的球狀滲碳體，索氏體組織具有適中的強度和優異的沖擊韌性，最適用于機器結構用鋼。
    由此可見，這兩個文獻雖然對“調質”和“索氏體”的定義不完全相同，但可以說是大同小異。
    所以我個人認為：細珠光體和索氏體的最大區別有兩個方面：

①二者的形態不同，細珠光體有兩種形態，一種是片層狀，一種是顆粒狀；而索氏體是一種球狀或顆粒狀組織；

②二者的形成條件不同，值得強調的是：這里所說的形成條件不同不是指它的形成溫度不同，而是指：珠光體（當然也包括細珠光體）是在（奧氏體）冷卻過程形成的，而索氏體則是在淬火后的加熱過程形成的！
一言蔽之，珠光體是在冷卻過程形成的組織，其形態有片層狀和顆粒狀兩種；索氏體是在加熱過程形成的組織，其形態是顆粒狀！
另外，《熱處理須知》（上）（北京：機械工業出版社，1988.）也將珠光體定義為奧氏體的緩冷組織，它的粗細與緩冷的具體速度（如風冷、空冷、爐冷）有關，風冷時最為細密；而索氏體是一種高溫回火組織。

32. 噴丸是借助于高壓氣體把鋼丸或鐵丸噴出撞擊零件表面，拋丸是借助于高速旋轉的葉輪把小鋼丸或者小鐵丸拋擲出去高速撞擊零件表面。
33. 噴丸處理,一般有以下幾種作用:

• 清潔表面(除氧化皮.毛刺.污物等)

2.使表面產生壓應力,提高抗疲勞性能.

34. 噴丸（砂）：壓縮空氣將鋼丸（砂）吹到工件上；
    拋丸：高速的葉輪將砂丸打到工件上。
    噴（拋）丸用的是2——2.5mm的鋼丸，噴砂用的是砂粒，如石英砂。
    噴丸用于清除厚度不小于2mm的或不要求保持準確尺寸及輪廓的大中型金屬制品以及鑄鍛件上的氧化皮、鐵銹、型砂及舊漆膜。
    噴（拋）丸除清理作用外，還有一定的強化作用。
    但是：1.對薄板易變形
    2.不能徹底清除油污
    如果說到清理效果，最好的是噴砂。
35. 工藝上齒輪滲碳淬火后一般進行清理噴丸，圖紙上有特殊要求，還要進行齒根強化噴丸。
36. 焊后熱處理的范圍很廣，主要目的是為了消除應力。一般鋼種選擇最后一次回火-25℃的溫度進行消除應力處理。建議針對鋼種選擇焊后熱處理工藝，尤其是不銹鋼。
37. 一般常規的焊接件去除應力的回火在500–600度之間，保溫后出爐空冷。
38. 對于易發生晶間腐蝕的鋼種，應采用更低溫度進行退火，避開敏感溫度區。
39. 高頻淬火可以獲得比普通淬火更高的硬度，這與高頻淬火后表層處于壓應力狀態有關。而當鋼的原始組織為P+F的混合組織時，高頻的硬度反而降低。這與高頻的短時快速加熱而導致C化物來不及充分溶解及各各元素不能夠擴散均勻有關。
40. 對于感應加熱，由于加熱時間短，基體組織越均勻，產生完全奧氏體的可能性越大，冷卻時產生完全馬氏體的幾率也大，直接影響表面硬度和感應淬火深度。
    調質產品感應淬火效果最好，可以得到良好的表面硬度、淬硬層深度和金相組織。
    2.正火產品次之，正火產品感應加熱時間相對調質產品要長，也可以得到良好表面硬度和金相組織。
    3.鍛后直接感應淬火的最差，加熱不足金相組織中出現大量的網狀屈氏體組織，加熱時間長得到感應過熱組織。
41. 因為調質可獲得均勻的索氏體組織，從而使其在感應淬火這種快速加熱奧化條件下，能夠獲得均勻而比較高的表面硬度。當然，這個結論是建立在比較理想的調質（獲得均勻索氏體組織）前提下。
    2.退火和正火所得到的組織是先共析鐵素體+珠光體（F+P）（具有亞共析成分的中碳及中碳低合金鋼），從而使其在感應淬火這種快速加熱奧化條件下，奧化不充分、不均勻導致最終感應淬火后硬度稍低且顯得不夠均勻。
    3.正火或退火因氧化皮厚而且一定程度的脫碳，也會影響感應淬火后的表面硬度。
    4.由于感應加熱的奧化特點，要想獲得高而均勻的表面硬度，必須有良好的調質組織（均勻單一的索氏體組織，而無未溶鐵素體和先共析鐵素體）。
    5.預處理硬度低與最終感應淬火硬度低的因果關系：
    （1）原始組織表面脫碳會導致調質硬度低（與未脫碳相比），從而導致感應淬火后的硬度也低；
    （2）因為鋼的含碳量在下限甚至稍低于下限，同樣會導致調質硬度低，不言而喻，此種情況下，感應淬火后的硬度同樣低于正常情況；
    （3）如果因為調質回火溫度過高造成調質硬度低，則不影響感應淬火硬度；
    （4）調質奧化不充分（欠熱）或冷卻不足形成的調質硬度低，則會導致感應淬火硬度低：
    6.調質態的硬化層分布較正火態明顯，且正火態感應淬火后過渡區較調質大，腐蝕痕跡模糊（歡迎進一步討論和求證）；
    7.正火態感應淬火后馬氏體粗大，變形量也大于調質態；
    8.中頻淬火后表面粗糙度大（有待于繼續求證）；
    9.正火態的應力集中區較調質易于出現微裂（有待于繼續驗證）；
    10.相同的中頻參數，正火和調質表面硬度差異不大，但正火有效淬硬深度稍淺于調質；
    11.采用加大感應器間隙、降低功率、采用脈沖加熱等方法，通過熱傳導方式可大大提高高頻淬火的有效淬硬層深度。實驗證明，250KHz高頻電源加熱模數5左右的齒輪，淬火后，有效淬硬層深可達齒根以下8~10mm；
    12.同樣材料、同樣預處理狀態，采用不同頻率的感應加熱設備，頻率高者，表面硬度高；
    13.材料正常，調質硬度出現較大差異時，原因在于調質工藝控制；
    14.對于GCr15類高碳低合金工具鋼，球化組織更利于感應淬火獲得均勻且較高的表面硬度；
    15.冷拉棒材（拉拔前進行過球化處理）可直接高頻取得較理想的表面硬度，而熱軋棒材不經預處理直接高頻淬火，難以獲得高而均勻的表面硬度；
    16.中頻淬火因電流透入深度高，會造成次表面溫度高于表面，且隨透入深度加深，偏差會更大，導致中頻淬火表面硬度低于高頻；
    17.噴水壓力過大或不均勻時，會造成感應淬火表面硬度不均勻；
    18.同一材料感應淬火硬度比普通淬火硬度高2~3HRC，原因在于感應淬火時，加熱是局部的，賦予的熱量很少又很集中，能夠實現快速冷卻，因此可容易獲得或近于獲得100％的馬氏體組織；
    19.噴水壓力大小影響淬火硬度；
    20.局部因鍛熱成型，導致調質硬度與未參與熱鍛（碾）的部位有較大（3HRC左右）差異。
42. 合金鋼尤其是高合金鋼淬火后并沒有全部轉變馬氏體，在回火后繼續轉變馬氏體，結果回火后硬度高。
43. 采用亞溫淬火可以提高延伸率。