國內同行執行的（de）低溫退火、水爆退火快速軟化（huà）、等溫球化退火（huǒ）等多種節能退火工藝（yì），和傳統的高溫長時間退火工藝相比，新工藝退火節能30%以上。


高速鋼製件隻要經過熱加工發生相變，一般均要經退（tuì）火處理，方能進行切削加工（gōng）和為較終熱處理（lǐ）做好組織準（zhǔn）備。此外，經過（guò）淬火回火後的高（gāo）速鋼工模具返修品，也（yě）必須經過退（tuì）火方可再進行較終的熱處理，否則，極有可能造成萘斷口而（ér）報廢。


高速鋼常規退火工藝周期比較長，一般（bān）要36h（從進爐到出爐（lú））以（yǐ）上，效率低，能耗（hào）高，而且碳化物分布的均勻也不是很理想。圖1為W18鋼鍛件在箱式電爐中（zhōng）裝（zhuāng）箱（xiāng）退火的典型工（gōng）藝曲線。退（tuì）火後硬度應≤255HBW。


為了（le）改變傳統退火工藝的弊端，國內工具行業做了不少試（shì）驗，大膽改革創新，為節能減（jiǎn）排傳遞正能量。以下簡介幾種節能退火工藝。




1.完全退火


將亞共析鋼加熱至Ac3以上20-30℃，保溫足夠（gòu）時間奧（ào）氏體化後，隨爐緩慢（màn）冷卻，從而接近平衡的組織（zhī），這種（zhǒng）熱處理工藝稱為完全退火。


經澆注並模（mó）冷後的鋼錠和鑄鋼件（jiàn），或終軋終（zhōng）止溫度過（guò）高的熱鍛軋件，晶粒粗大，易得魏氏組織，並存在著內（nèi）應力。可通過（guò）完全退火（huǒ）來（lái）細化晶粒、均勻組織、消除內應力（lì）、降低硬（yìng）度（dù），便於切削加工，並為加工後（hòu）零件的淬火做好組織準備（bèi）。


完全退火（huǒ）隻適（shì）用於亞共析鋼（gāng），不（bú）宜用於過共析鋼。過共析（xī）鋼若（ruò）加熱至Acm以上單相奧氏體區，緩冷（lěng）後會析出網狀二次滲（shèn）碳體，使鋼的（de）強度、範性和韌性大大降低。





2.不完全退火


亞共析鋼在Ac1-Ac3之間或過共析鋼在Ac1-Accm之間兩相區加熱，保溫足夠時間，進行緩（huǎn）慢冷卻的熱處理工藝，稱為不完全退火。


如果亞共析鋼的終軋（zhá）終止溫度適當，並未引起晶粒（lì）粗化，鐵素體和珠（zhū）光體的分布又無異常現象，采用不完全退火，可以進行部分重結晶，起到細化晶粒，改（gǎi）善組織，降低硬度和消除（chú）內應力（lì）的作（zuò）用。亞共析鋼的不完全退火溫度一般為740-780℃，其優點是加（jiā）熱（rè）溫度低，操作條件好，節省燃料和時（shí）間。


過共析鋼退火是（shì）為了細化和均勻（yún）組織，降（jiàng）低硬度和消除內應力。





3.等溫退火


等溫（wēn）退火是將鋼（gāng）件加熱到臨界溫度（過共析鋼 Ac1或（huò）亞共析鋼Ac3）以上奧氏體化，然（rán）後將鋼件移（yí）入另一溫（wēn）度稍低於Ar1的爐中等溫停留，不可太高（gāo）也不宜過低（dī）。太高則等溫時間過長，且硬（yìng）度偏低；過低則硬度偏高。原則是（shì）在保證硬度合格的條件下，盡量選用較低的等溫溫度，以縮（suō）短等溫時間，提高勞動生產率。當轉變完成後，出爐空冷（lěng）至室溫。


等溫退火時轉變易於控製，更適用於（yú）過冷（lěng）奧氏體穩定性高的合（hé）金鋼，可以節省鋼件在爐內的時間，提高退火爐的周轉率（lǜ）。





4.球化退（tuì）火


球化退火是使鋼中（zhōng）的碳化物（wù）球化，獲得粒狀珠光體（tǐ）的熱處理工藝（yì），主要（yào）用於過共析鋼，如（rú）碳素工具鋼、低合（hé）金工具鋼和滾珠軸承鋼。


球化退火的（de）目的是降低硬度（dù），改善切削加工（gōng）性能，以及（jí）獲得均勻的組織，並（bìng）為較後的淬火處理做組織（zhī）準備。其加熱溫度範圍一般取Ac1以上20-30℃經（jīng）球化退火後組織的優點：


⑴由片狀變成粒狀珠光體，降低硬度，改善切削加工性能。


⑵粒狀（zhuàng）珠光體加熱時奧（ào）氏體晶粒不易長大，允許有較寬的（de）淬（cuì）火溫度範圍，淬火時（shí）變形開裂傾向小，即淬火的工藝性能好。


⑶能獲得較佳的淬（cuì）火組織，即馬氏體片細小，殘餘奧氏體（tǐ）量少，並保留一定量均勻分布的粒狀碳化物。


另外具有（yǒu）明顯（xiǎn）網狀（zhuàng）碳化（huà）物結構（gòu）的鋼材，必須先進行正火消除碳化物網，再進行球化退火。


5.擴散（sàn）退火（huǒ）


擴（kuò）散退火也稱均勻化退火，主要用於合金鋼鋼錠或鑄件，它們在澆注後凝固過程中總會產生合金元素的枝晶（jīng）偏析，即（jí）化（huà）學成分不（bú）均勻（yún）性。擴散退火是（shì）通過高溫長時間加熱奧氏體化，使分布不均勻的元素通過擴散，以消除或者減弱枝晶偏析（xī）。


常用擴（kuò）散退火（huǒ）溫度是（shì）1100℃-1200℃，保溫時間為10-15小時。鋼中合金元素（sù）含量（liàng）越高，所采用的加熱（rè）溫度越高。經高溫長時間加熱擴散（sàn）退火後，奧氏體晶粒已經（jīng）過度長大，如不再進行熱加工，必須進行一次完全退火或正火以細（xì）化晶粒（lì）。


6.低溫退火


低溫退火是把鋼件加熱（rè）到低（dī）於Ac1溫度退火，又叫消應力退火，主要用於消（xiāo）除鑄件、鍛件、焊（hàn）接件、冷衝壓件和機加工件中的殘餘（yú）應（yīng）力，提高穩定性，防止淬火（huǒ）變形開裂（liè）。它包括（kuò）軟化退火和（hé）再結晶退火。


常用的軟化退火溫度（dù）為650-720℃，保（bǎo）溫後出爐空冷。鋼錠經軟化退火後，消除了內應力，避免鋼錠開裂，並降低硬度（dù）便於鋼錠表麵清理（lǐ）。合金（jīn）結構鋼（gāng）的鍛軋鋼材，經軟化退火後（hòu）能消除內（nèi）應力和降低硬度，對於過冷奧氏體穩定性高的合金鋼（gāng），降低硬度效果更為顯著。 再結晶退火是（shì）將冷加工硬化的（de）鋼材，加熱至（zhì）T再-Ac1之間進行，通常為650-700℃。其目的是通過再結晶使變形晶粒恢複成等軸狀晶粒，從而消除加工硬化。





鋁型材熱處理四把火：退火、正火、淬火、回火（huǒ）


【鋁道網】鋁型材熱處理是將鋁型材產品放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，鋁型材熱處理的文章及信（xìn）息並在此溫度（dù）中保持（chí）一定時間後，又以不（bú）同速度冷卻（què）的一種工藝。鋁型材熱處理是材料生產中的較重要的工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整（zhěng）體化學成分，而是通過改變工件的內部的顯微組織，或改變工件的表麵的化學（xué）成分，賦予或改善工件的使（shǐ）用性能。其（qí）特點是改善工件（jiàn）的內在質量，而這一般不是（shì）肉眼所能觀（guān）察到的。鋁型材熱處理中的“四把火”指退火、正火、淬火(固溶)和回火(時（shí）效)。


退火是指將工件加（jiā）熱到適當溫（wēn）度，根據材料的和工件的尺寸（cùn）采用不同的保溫（wēn）時間，然後進行緩慢冷卻，其目的主要是降低材料的硬度，提高塑性，以利於（yú）後續加工，減少殘餘應力（lì），提高組織和成分的均勻化。退火根據目的不同分為再結晶退火、去應力退火（huǒ）球化退火、完全退火等。正火（huǒ）是將工件加熱到適宜的溫度後在空氣（qì）中冷卻，正火的效果同（tóng）退火相似，隻是得到的（de）組織更（gèng）細，常用於改善材料的切削性能，有時也用於對一些要求不高的零件的較終熱處理。淬火是（shì）將工件（jiàn）加（jiā）熱保溫後，在水、油或其他無機鹽、有機水溶液淬冷介質中快（kuài）速冷卻。淬火後材料為不平衡組織，通常很硬很脆，需（xū）要在高於室溫的某一溫（wēn）度進行長時間（jiān）的保溫，再進行冷卻，這種工藝叫回火(時效)。


從以上定（dìng）義可以看出，不論是退火、正火、淬火還是回（huí）火，熱處理過程中（zhōng）都要對工件進行加熱、保溫和冷卻。所以鋁型材熱（rè）處理中，加熱速度，保溫時間（jiān）和冷（lěng）卻速度成為熱處理工藝（yì）中較重要的（de）工藝參數。


“四把火”中，淬火和回火(時效)關係較為密切（qiē），常常配合使用，二者缺一（yī）不可。但（dàn）在實際生產（chǎn）中，為了節約成（chéng）本，提高生產效率，對於性能要求（qiú）低的產品，往往用在線淬火（huǒ）代替淬火爐淬（cuì）火，用自然時效代替回火。比如在擠壓（yā）6060、6063等低合金化合金型材時，由於這些合金的淬火敏感性很低（dī），矽（guī）、鎂在固溶溫度以上固溶很快。所（suǒ）以在保證擠壓材出料口溫度高於固溶溫度時，通過風冷淬火也能獲得固溶程（chéng）度較大的過飽和固溶（róng）體。