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量具專業(yè)知識(shí)介紹
本文導(dǎo)讀：
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，而雨量具本身又必須具備非常高的尺寸精確性和恒定性．因此要求具有以下性能：
（1）高硬度和高耐磨性．以此保證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．以保證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．以保證量具在使用時(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．亦可保證量具的精度。
（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)可保證量具具有良好的耐腐蝕性和足夠的耐磨性。
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．最后需進(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^共析鋼淬火后含有一定數(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Ｒ虼嗽诹烤叩臒崽幚碇校畱?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．通常采用不完全淬火加低溫回火處現(xiàn)在保證硬度的前提下，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必須進(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（不完全淬火十低溫回火）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。
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，而雨量具本身又必須具備非常高的尺寸精確性和恒定性．因此要求具有以下性能：
（1）高硬度和高耐磨性．以此保證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．以保證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．以保證量具在使用時(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．亦可保證量具的精度。
（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)可保證量具具有良好的耐腐蝕性和足夠的耐磨性。
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．最后需進(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^共析鋼淬火后含有一定數(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Ｒ虼嗽诹烤叩臒崽幚碇校畱?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．通常采用不完全淬火加低溫回火處現(xiàn)在保證硬度的前提下，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必須進(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（不完全淬火十低溫回火）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。