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CNC加工零件的热处理

热处理可用于许多金属合金，以显著提高关键的物理性能（如硬度）.强度或可加工性)。这些变化是由于微观结构的变化，有时是由于材料的化学成分。

这些处理包括将金属合金加热到（通常）较端温度，然后在控制条件下冷却。材料加热到一定温度.保持温度的时间和冷却速度会较大地影响金属合金的较终物理性能。

在本文中，我们回顾和CNC金属合金较常用的热处理。本文将帮助您为应用程序选择合适的材料，以描述这些过程对较终零件特性的影响。

热处理何时进行

金属合金可用于热处理的整个制造过程。CNC热处理通常适用于加工零件：

CNC加工前：当需要现成标准等级的金属合金时，CNC服务提供商将直接从库存材料中加工零件。这通常是缩短交付周期的较佳选择。

CNC加工后：一些热处理显著增加了材料的硬度，或在成型后用作精加工步骤。在这种情况下，热处理是CNC由于高硬度会降低材料的低材料的可加工性。例如，这是CNC加工工具钢零件时的标准做法。

CNC常见的热处理材料：退火.消除和回火应力

退火.回火和应力消除都涉及将金属合金加热到高温，然后缓慢冷却材料，通常在空气中或烘箱中进行。它们在材料加热的温度和制造过程中的顺序上有所不同。

在退火过程中，金属被加热到非常高的温度，然后慢慢冷却以获得所需的微观结构。退火通常用于软化和提高所有金属合金成型和进一步加工前的可加工性。如果没有其他热处理，大多数CNC加工零件将具有退火材料的特性。

应力消除包括将零件加热到高温（但低于退火）CNC加工后使用，以消除制造过程中产生的残余应力。这样，机械性能更一致的零件就可以生产出来。

回火也会在低于退火温度的情况下加热零件，通常在低碳钢(1045和A36)淬火后使用合金钢(4140和4240)，以降低其脆性，提高其机械性能。

淬火

淬火包括将金属加热到非常高的温度，然后快速冷却，通常浸泡在油或水中或暴露在冷空气流中。快速冷却“锁定”材料加热过程中的微观结构变化导致零件硬度较高。

零件通常在CNC加工后，淬火作为制造过程的最后一步（考虑铁匠将刀片浸入油中），因为硬度的增加使材料更难加工。

工具钢在CNC加工后淬火，以获得较高的表面硬度特性。然后可以使用回火工艺来控制硬度。例如，工具钢A淬火后的硬度为63-65洛氏C，但是可以回火到42-62HRC之间的硬度。由于回火可以降低脆性(硬度为56-58HRC能得到较佳结果)。

沉淀硬化(及时性)

沉淀硬化或及时性通常用于描述同一过程的两个术语。沉淀硬化是一个三个步骤：首先将材料加热到高温，然后淬火，最后长时间加热到低温（及时性）。这导致金属基体中以不同成分的离散颗粒形式的合金元素溶解并均匀分布，就像糖晶体溶解在水中一样。

沉淀硬化后，金属合金的强度和硬度急剧提高。例如，7075是一种铝合金，通常用于航空航天工业，制造抗拉强度与不锈钢相同的部件，重量小于3倍。下表显示了铝7075沉淀硬化的影响：

并非所有金属都可以用这种方法进行热处理，但相容材料被视为高温合金，适用于非常高性能的应用。CNC较常用的沉淀硬化合金总结如下：

表面硬化和渗碳

表面硬化是一系列的热处理，可以使零件表面硬度高，下划线材料保持柔软。这通常比增加零件的硬度（如淬火）要好，因为硬件更脆。

渗碳是较常见的表面硬化热处理。它包括在富碳环境中加热低碳钢，然后淬火零件，以锁定金属基体中的碳。这增加了钢的表面硬度，就像阳极氧化增加了铝合金的表面硬度一样。