孔徑的脹縮是熱處理中較復(fù)雜的問題之一,因?yàn)樗y以用機(jī)械方法矯正。在孔徑脹大超過公差時(shí),零件的磨削精加工將無能為力。復(fù)雜孔型的變形更給機(jī)加工上帶來極大困難,甚至?xí)官M(fèi)了很多工時(shí)加工出來的零件報(bào)廢。
帶孔件的孔徑,在淬火熱處理時(shí)變形的基本規(guī)律是:熱應(yīng)力引起孔徑縮小而組織應(yīng)力以及組織轉(zhuǎn)變時(shí)的體積變化引起孔徑脹大。
我國許多工廠有著豐富的利用熱應(yīng)力縮孔的經(jīng)驗(yàn)。將帶孔件低于臨界點(diǎn)加熱后急冷,可顯著縮小內(nèi)孔,孔徑越小,厚度越大時(shí),縮小效果越好,冷卻速度越快時(shí),縮小效果也越好。另外為了強(qiáng)化縮孔作用,可使夾板夾住工件急冷,使外表面冷卻速度大大地快于內(nèi)表面,縮孔效果更好。此法可用來修復(fù)孔徑已脹大的零件,也可用來抵消零件淬火時(shí)孔徑脹大的傾向。熱應(yīng)力使孔徑收縮的原因,在于冷卻第一階段外層熱收縮給內(nèi)孔部分以壓力,使內(nèi)孔發(fā)生塑性變形而縮小。
組織應(yīng)力產(chǎn)生的脹大作用由以下兩方面引起:在內(nèi)外都形成馬氏體的情況下,外層先形成時(shí)給內(nèi)孔以張力,使其發(fā)生塑性變形而擴(kuò)大,與上述熱應(yīng)力方向正好相反,因此得到相反的效果;在外層形成馬氏體而內(nèi)孔部分未形成,或是內(nèi)孔形成而外層未形成,都由于部分馬氏體的形成引起整個(gè)工件的脹大。零件薄的環(huán)狀工件內(nèi)外差不多同時(shí)形成馬氏體,從組織應(yīng)力上講是很小的,但從淬火前后體積變化來講則是很大的(周圍長度增加很多)。這種工件往往是脹大量最多的。所以帶孔零件只要有馬氏體形成,就增加了孔脹的因素。