细薄精密零件的热处理工艺研究

摘要

槽针是一种复合针，性能和制造精度要求高，是编织机中的关键零件。槽针直接参与织物的编织，其性能的好坏对织物的质量有着重要的影响。随着我国针织行业的快速发展，市场上对高端织针的需求量加大，但是相比国外织针，国内织针热处理工艺落后:有硬度不均匀，变形大等缺点。本文主要介绍针对织针的变形及综合性能进行的热处理工艺的研究。
　　根据纺织机械的实际工况要求，槽针不仅具有一定的硬度，强度、耐磨损性能，而且必须保证其具有一定的弹性和韧性，防止发生脆性断裂和塑性变形失效，最重要的是槽针热处理后变形不能过大，否则将无法达到使用要求。对此，本课题的目标是通过研究找到一种合理的方案，在不降低织针性能的前提下，减小槽针的变形。针对SK5槽针，拟定了三种实验方案:
　　第一，使用防止织针变形的热处理夹具，该夹具具有耐高温、不变形（微变形）的作用。
　　第二，改变热处理的工艺，用贝氏体等温淬火来代替普通油冷淬火，得到贝氏体。
　　第三，用马氏体等温淬火来代替普通油冷淬火。
　　首先，在多功能光亮淬火炉的基础上，对槽针进行淬火工艺实验，通过改变淬火温度和淬火保温时间，探索了淬火工艺和回火工艺对槽针性能的影响。在硬度、抗拉强度达到槽针性能要求的前提下，选择使得槽针变形最小的参数。最终确定淬火温度为800℃，回火温度为200℃。然后将槽针在夹具的使用下与未使用夹具的槽针热处理后进行对比。结果发现:使用夹具热处理后的槽针，其前后和左右变形都小于0.01mm，但是硬度要低一些。
　　然后，改变热处理的工艺，用贝氏体等温淬火代替普通油冷淬火，探索出最合理的工艺。经贝氏体等温淬火后的槽针其硬度要比普通淬火要低，但是其变形要小一些。在240℃～320℃内等温淬火，均可得到贝氏体为主的组织。随温度的升高，零件的硬度先增加，后减小，约在260℃左右硬度最高。在同一温度内等温，随着时间的延长，槽针的硬度值也会逐渐下降，考虑到槽针的应用条件，等温10min左右最佳。
　　另外，用马氏体等温淬火代替普通油冷淬火，对比其性能可知:油冷淬火与马氏体等温淬火后的槽针的硬度差别不大，弹性也相当;油冷淬火与马氏体等温淬火的织针均得到马氏体组织，马氏体等温淬火得到的马氏体少一些，残余奥氏体多一些，其槽针变形比油冷淬火的要小。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．2 织针的原材料及加工工艺的改进

1．2．1 织针的原材料

1．2．2 加工工艺的改进

1．3 织针热处理工艺及设备

1．3．1 织针的热处理

1．3．2 热处理设备的使用情况

1．4 本课题的研究内容

第二章 实验的材料、实验的设备以及研究方法

2．1 实验的原材料

2．2 实验用的织针的选择

2．2．1 经编槽针结构特点和工作原理

2．2．2 槽针的失效方式

2．2．3 热处理过程中影响槽针变形的因素

2．2．4 槽针的变形趋势

2．2．5 槽针在热处理过程中尺寸变化

2．3 实验设备

2．4 实验方法

2．4．1 实验材料

2．4．2 贝氏体等温淬火

2．4．3 马氏体等温淬火

2．4．4 织针性能测试方法及使用的仪器

2．4 本章小结

第三章 槽针的热处理工艺及结果分析

3．1 槽针的工艺试验参数的选择

3．1．1 淬火工艺参数的选择

3．1．2 回火工艺参数的选择

3．2 淬火工艺实验结果及分析

3．2．1 淬火保温时间对槽针性能的影响

3．2．2 淬火温度对槽针性能的影响

3．3 回火工艺实验结果及分析

3．3．1 回火时间对槽针的影响

3．3．2 回火温度对槽针性能的影响

3．4 使用夹具对槽针进行热处理

3．4．1 夹具的制造及性能要求

3．4．2 使用夹具进行热处理

3．5 本章小结

第四章 槽针的等温淬火热处理

4．1 理论依据

4．2 性能测试

4．2．1 淬火及回火后槽针的硬度

4．2．2 淬火及回火后槽针的变形量

4．2．3 淬火及回火后槽针的弹性

4．2．4 淬火及回火后槽针的强度

4．3 分析与讨论

4．5 本章小结

第五章 槽针的马氏体等温淬火热处理

5．1 理论依据

5．2 性能测试

5．2．1 淬火及回火后槽针的硬度、抗拉强度

5．3．2 淬火及回火后槽针的变形量

5．2．3 淬火及回火后槽针的弹性

5．3 分析讨论

5．4 本章小结

第六章 结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢