CNC加工零件的热处理

杰克·莱 CNC加工专家

专长于 CNC铣削, CNC车削, 3D打印, 聚氨酯铸造, 和 钣金加工 服务。


热处理适用于大多数金属合金,以显着提高硬度、强度和机械加工性等关键物理性能。这些改进归因于材料的微观结构改性和表面化学成分。这些处理包括在受控冷却条件下在极端温度下加热合金。金属合金的最终物理性能受加热温度、加热时间和冷却速度的影响很大。我们为最常用的金属合金提供不同的热处理 数控加工,改善最终 CNC 零件的各种性能,并协助您选择适合您应用的完美材料。

热处理应用时间

热处理广泛应用于金属合金 CNC加工制造工艺.对于 CNC 加工零件,热处理通常在 CNC 加工之前和之后进行。

CNC加工前:一旦有要求的标准化金属合金等级,我们可以直接加工金属材料形成库存。这将减少交货时间。

CNC加工后:成型后采用普通热处理作为精加工步骤,以增加金属材料的硬度。由于高硬度会降低金属材料的切削加工性。这些案例是钢件 CNC 加工的标准做法。

CNC材料的常见热处理

退火、应力消除和回火

退火、回火和消除应力是将金属合金加热到高温,然后以慢速冷却材料的过程,所有这些过程通常在空气或烤箱中进行。它们在材料加热温度和制造工艺顺序上有所不同。

退火:将金属材料加热到非常高的温度,然后缓慢冷却,以达到所需的微观结构。大多数金属合金在成型过程后总是进行退火,在任何进一步加工之前,以软化金属并提高可加工性。大多数 CNC 材料无需其他热处理即可获得退火状态性能。

压力缓解:将零件加热到高温(低于退火),此工艺应用于CNC加工过程之后,以消除CNC加工过程中的残余应力,生产出具有更一致的机械性能的CNC零件。

回火:它也可以在低于退火温度的温度下加热零件,也适用于低碳钢(1045或A 36)和合金钢(4140或4240)的淬火后,以降低金属脆性并提高机械性能。

热处理目的兼容材料
退火提高金属合金的机械加工性所有金属合金
压力缓解释放机械变形的残余应力所有金属合金
回火降低淬火后脆性低碳钢 (1045,A36)
合金钢 (4140,4240)
工具钢 (A2)

淬火

淬火是将金属合金加热到非常高的温度,然后迅速冷却它们,通常是将材料浸入油或水中,或暴露在冷空气流中。快速冷却过程会在加热区域产生微观结构变化,导致零件表面硬度非常高。 CNC零件通常在CNC加工后作为制造过程中的最后一道工序进行淬火,因为硬度增加会使金属材料难以切削。

工具钢在 CNC 加工后进行淬火,以获得高表面硬度特性。然后采用额外的回火工艺来控制最终硬度。例如 工具钢 A2淬火后可达63-65HRC,也可回火至42-62HRC。回火可以延长零件的使用寿命,因为它可以降低脆性,在硬度56-58HRC范围内达到最佳效果。

热处理目的兼容材料
淬火增加金属合金硬度低碳钢 (1045,A36)
合金钢 (4140,4240)
工具钢 (D2,A2,O1)

沉淀硬化

沉淀硬化通常包括三个步骤:金属材料先加热到高温,然后淬火,最后在低温下长时间加热。这产生了合金元素,它们以不同成分的离散颗粒形式出现,溶解并均匀分布在金属基体上。沉淀硬化后,金属合金的强度和硬度急剧增加。如铝7075,沉淀效果见下表:

铝7075(回火)铝7075(沉淀硬化)
极限抗拉强度280兆帕510-540兆帕
屈服强度140兆帕430-480兆帕
伸长9-10%5-11%
硬度68高压175 高压

不是所有的金属材料都可以用这种方法进行热处理,它更适合与兼容的超级合金的高性能应用。

热处理目的兼容材料
沉淀硬化增加金属合金硬度和强度铝合金(6061、6068、7075)
不锈钢 (17-4)

表面硬化和渗碳

表面硬化是一种热处理,它可以在具有软底线材料的零件表面上产生高硬度。这个过程比淬火的整体硬度增加方法更受欢迎,因为更硬的零件也更脆。

渗碳是最常见的表面硬化处理。其工艺包括在富含碳的环境中加热低碳钢,然后进行淬火以将碳锁定在金属基体上。这将增加钢的表面硬度,类似于铝合金的阳极氧化。

热处理目的兼容材料
表面硬化和渗碳增加金属零件表面硬度,保持芯材柔软低碳钢 (1018,A36)

如何指定热处理

下CNC订单后,有3种热处理请求方式:

  1. 制造标准参考:许多热处理标准化,应用广泛。
  2. 指定所需的硬度:这是指定工具钢和表面硬化热处理的常用方法。这可以指示 CNC 加工后的热处理。
  3. 指定热处理周期:您可以为您的应用修改材料属性,然后在下订单后与您的供应商沟通。