一、量具的工作條件及量具用鋼的性能要求
量具是用來度量工件尺寸的工具,如卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)及千分尺等。由于量具在使用過程中經(jīng)常受到工件的磨擦與碰撞,而量具本身又須具備非常高的尺寸精性和恒定性.因此要求具有以下性能:
(1)高硬度和高耐磨性.以此_在長期使用中不致被很快磨損,而失去其精度。
(2)高的尺寸穩(wěn)定性.以_量具在使用和存放過程中保持其形狀和尺寸的恒定。
(3)足夠的韌性.以_量具在使用時(shí)不致因偶然因素——碰撞而損壞。
(4)在特殊環(huán)境下具有抗腐蝕性。
二、常用量具用鋼
根據(jù)量具的種類及精度要求,量具可選用不同的鋼種:
(1)形狀簡單、精度要求不高的量具.可選用碳素工具鋼.如T10A、TllA。T12A。由于碳素工具鋼的淬透性低,尺寸大的量具采用水淬會(huì)引起較大的變形。因此.這類鋼只能制造尺寸小、形狀簡單、精度要求較低的卡尺、樣板、量規(guī)等量具。
(2)精度要求較高的量具(如塊規(guī)、塞規(guī)料通常選用高碳低合金工具鋼。如Cr2、CrMn、 CrWMn及軸承鋼GCr15等。由于這類鋼是在高碳鋼中加入Cr、Mn、W等合金元素,故可以提高淬透性、減少淬火變形、提高鋼的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。
(3)對(duì)于形狀簡單、精度不高、使雨中易受沖擊的量具,如簡單平樣板、卡規(guī)、直尺及大型量具,可采用滲碳鋼15. 20、15Cr、20Cr等。但量具須經(jīng)滲碳、淬火及低溫回火后使用。經(jīng)上述處理后.表面具有高硬度、高耐磨性、心部保持足夠的韌性。也可采用中碳鋼50、55 60、65制造量具.但須經(jīng)調(diào)質(zhì)處理.再經(jīng)高頻淬火回火后使用.亦可_量具的精度。
(4)在腐蝕條件下工作的量具可選用不銹鋼4Cr13、9Cr18制造.經(jīng)淬火、回火處理后可使其硬度達(dá)HRC56—58,同時(shí)可_量具具有良好的_性和足夠的耐磨性。
若量具要求特別高的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性.可選滲氮鋼38CrMoAl或冷作模具鋼Cr12MoV。
3CrMoAl鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后精加工成形,然后再氯化處理.后需進(jìn)行研磨。Cr12MoV鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)或淬火、回火后再進(jìn)行表面滲氮或碳、氮共滲。兩種鋼經(jīng)上過熱處理后.可使量具具有高耐磨性、高抗蝕性和高尺寸穩(wěn)定性。
三、量具鋼的熱處理
量具鋼熱處理的主要特點(diǎn)是在保持高硬度與高耐磨性的前提下,盡量采取各種措施使量具在長期使用中保持尺寸的穩(wěn)定。量具在使用過程中隨時(shí)間延長而發(fā)生尺寸變化的現(xiàn)象稱為量具的時(shí)效效應(yīng)。這是因?yàn)椋儆糜谥圃炝烤叩倪^共析鋼淬火后含有數(shù)量的殘余奧氏體,殘余奧氏體變?yōu)轳R氏體引起體積膨版。②馬氏體在使用中繼續(xù)分解,正方度降低引起體積收縮③殘余內(nèi)應(yīng)力的存在和重新分布,使彈性變形部分地轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃我鸪叽缱兓?。因此在量具的熱處理中?br />應(yīng)針對(duì)上述原因采用如下熱處理措施:
(1)調(diào)質(zhì)處理。其目的是獲得回火索氏體組織,以減少淬火變形和提高機(jī)械加工的光潔度。
(2)淬火和低溫回火。量具鋼為過共析鋼.通常采用不全淬火加低溫回火處現(xiàn)在_硬度的前提下,盡量降低淬火溫度并進(jìn)行預(yù)熱,以減少加熱和冷卻過程中的溫差及淬火應(yīng)力。量具的淬火方式為油冷(20~30℃)不宜采用分級(jí)淬火和等溫淬火.只有在特殊情況下才予以考慮。一般采用低溫回火,回火溫度為150~160℃,回火時(shí)間不應(yīng)小于4~5h.
(3)冷處理。高精度量具在淬火后須進(jìn)行冷處理.以減少殘余奧氏體量.從而增加尺寸穩(wěn)定性。冷處理溫度一般為一70—-80℃并在淬火冷卻到室溫后立即進(jìn)行,以免殘余奧氏體發(fā)生陳化穩(wěn)定。
(4)時(shí)效處理。為了進(jìn)一步提高尺寸穩(wěn)定性,淬火、回火后.再在120~150℃進(jìn)行24~36 h的時(shí)效處理,這樣可消除殘余內(nèi)應(yīng)力,大大增加尺寸穩(wěn)定性而不降低其硬度??傊烤咪摰臒崽幚頌槌艘M(jìn)行一段過共析鋼的正常熱處理(不全淬火十低溫回火)之外.還需要有三個(gè)附加的熱處理工序.即淬火之前進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理、正常淬火處理之間的冷處理、正常熱處理之后的時(shí)效處理。