演示文稿鋼的表面熱處理

演示文稿鋼的表面熱處理當前第1頁\共有26頁\編于星期五\5點（優(yōu)選）鋼的表面熱處理當前第2頁\共有26頁\編于星期五\5點表面淬火：僅對工件表層進行淬火的熱處理工藝。原理：通過快速加熱，使鋼的表層奧氏體化，在熱量尚未充分傳到零件中心時就立即予以冷卻淬火，得到馬氏體組織。目的：使工件表面獲得高硬度和高耐磨性，而心部保持較好的塑性和韌性，以提高其在扭轉(zhuǎn)、彎曲、循環(huán)應力或在摩擦、沖擊、接觸應力等工作條件下的使用壽命。一、表面淬火當前第3頁\共有26頁\編于星期五\5點適用：中碳鋼、中碳合金鋼。方法：火焰加熱表面淬火、感應加熱表面淬、電接觸加熱表面淬火、激光加熱表面淬火。當前第4頁\共有26頁\編于星期五\5點（1）感應加熱表面淬火1）感應加熱基本原理利用感應電流通過工件所產(chǎn)生的熱效應，使工件表面受到局部加熱，并進行快速冷卻的淬火工藝。特點：①加熱速度快。②淬火質(zhì)量好。③淬硬層深度易于控制，易實現(xiàn)機械化和自動化，適用于大批量生產(chǎn)。當前第5頁\共有26頁\編于星期五\5點2）感應加熱表面淬火類型①高頻感應加熱表面淬火常用頻率為200～300kHz，淬硬層深度為0.5～2mm。用于淬硬層較薄的中、小模數(shù)齒輪和中、小尺寸軸類零件等。當前第6頁\共有26頁\編于星期五\5點②中頻感應加熱表面淬火常用頻率為2500～8000Hz，淬硬層深度為2～10mm。主要用于大、中模數(shù)齒輪和較大直徑軸類零件等。③工頻感應加熱表面淬火電流頻率為50Hz，淬硬層深度為lO～20mm。用于大直徑零件（如軋輥、火車車輪等）的表面淬火和大直徑鋼件的穿透加熱。當前第7頁\共有26頁\編于星期五\5點二、表面化學熱處理化學熱處理——將工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學成分、組織和性能的熱處理工藝。不僅改變了鋼表面的組織，而且表面層的化學成分也發(fā)生了變化，因而能更有效地改變零件表層的性能。根據(jù)滲入元素分類：滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼、滲金屬等?；瘜W熱處理的基本過程分解吸收擴散當前第8頁\共有26頁\編于星期五\5點（1）鋼的滲碳及其應用滲碳——將鋼件置于滲碳介質(zhì)中加熱并保溫，使碳原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。目的：提高鋼件表層的含碳量，淬火與回火后表面硬、心部韌。材料：低碳鋼、低碳合金鋼。滲碳后處理：淬火及低溫回火。工藝路線：鍛造→正火→機械加工→滲碳→淬火+低溫回火。滲碳方法：固體滲碳法、液體滲碳法和氣體滲碳法三種。

當前第9頁\共有26頁\編于星期五\5點★滲碳后的組織及熱處理低碳鋼件滲碳后表層含碳量0.85％～1.05％為最佳。表層為過共析組織（珠光體和網(wǎng)狀二次滲碳體），與其相鄰為共析組織（珠光體），再向里為亞共析組織的過渡層（珠光體和鐵素體），心部為原低碳鋼組織（鐵素體和少量珠光體）工件的滲碳層深度取決于工件尺寸和工作條件，一般為0.5～2.5mm。為使工件表面具有高硬度、高耐磨性，必須對滲碳工件進行淬火和低溫回火。當前第10頁\共有26頁\編于星期五\5點★滲碳后常用的淬火方法1）直接淬火工件從滲碳溫度預冷到略高于心部Ar3的某一溫度，立即放入水或油中。預冷是為了減少淬火應力和變形。當前第11頁\共有26頁\編于星期五\5點2）一次淬火第一次淬火是為了改善心部組織和消除表面網(wǎng)狀二次滲碳體，加熱溫度為Ac3以上30～50℃。當前第12頁\共有26頁\編于星期五\5點3）二次淬火第二次淬火是為細化工件表層組織，獲得細馬氏體和均勻分布的粒狀二次滲碳體，加熱溫度為Ac1以上30～50℃，二次淬火法工藝復雜，生產(chǎn)周期長，成本高，變形大，只適用于表面耐磨性和心部韌性要求高的零件。當前第13頁\共有26頁\編于星期五\5點（2）鋼的滲氮（氮化）滲氮：在一定溫度，一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。目的：提高工件表面硬度、耐磨性、疲勞強度和耐蝕性。l）滲氮用鋼滲氮用鋼一般是含有Al、Cr、Mo、Ti、V等合金元素的鋼，這些元素能與N形成顆粒細小、分布均勻、硬度高的各種氮化物（CrN、MoN、AlN），滲氮后工件表面有很高的硬度（1000～1200HV，相當于72HRC）和耐磨性，因此滲氮后不需再進行淬火。當前第14頁\共有26頁\編于星期五\5點2）常用滲氮方法①氣體滲氮：在有活性氮原子的氣體中進行滲氮。②離子滲氮：在低于1×105Pa的滲氮氣氛中，利用工件（陰極）和陽極之間產(chǎn)生的輝光放電進行滲氮的工藝。當前第15頁\共有26頁\編于星期五\5點3）滲氮和滲碳相比有何特點？氮原子的滲入使?jié)B氮層內(nèi)形成殘留壓應力，可提高疲勞強度（25％～35％）；滲氮層表面由致密的、連續(xù)的氮化物組成，使工件具有很高的耐蝕性；滲氮溫度低，工件變形?。粷B氮層很?。ǎ?.6～0.70mm），滲氮后只能精磨、研磨或拋光。滲氮層較脆，不能承受沖擊力，生產(chǎn)周期長（例如0.3～0.5mm的滲層，需要30～50h），成本高。滲氮前零件須經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，獲得回火索氏體組織，以提高心部的性能。滲氮后不需再熱處理。滲氮用于耐磨性和精度要求高的精密零件或承受交變載荷以及要求耐熱、耐蝕、耐磨的零件的重要零件。當前第16頁\共有26頁\編于星期五\5點（3）碳氮共滲技術(shù)兩種方法：一種是以滲碳為主碳氮共滲，另一種是以滲氮為主的軟氮化。1）以滲碳為主的碳氮共滲目的：提高工件表面的硬度和耐磨性。碳氮共滲后要進行淬火、低溫回火。共滲層表面組織為回火馬氏體、粒狀碳氮化合物。滲層深度0.3～0.8mm。當前第17頁\共有26頁\編于星期五\5點碳氮共滲用鋼：低碳或中碳鋼、低合金鋼及合金鋼。特點：具有溫度低、時間短、變形小、硬度高、耐磨性好、生產(chǎn)率高等優(yōu)點。用于機床和汽車上的各種齒輪、蝸輪、蝸桿和軸類等零件。當前第18頁\共有26頁\編于星期五\5點（4）滲鋁、滲鉻、滲硼化學熱處理1）滲鋁：向工件表面滲入鋁原子的過程。適用于石油、化工、冶金等方面的管道和容器。2）滲鉻：向工件表面滲入鉻原子的過程。滲鉻工件具有耐蝕、抗氧化、耐磨和較好的抗疲勞性能，兼有滲碳、滲氮、滲鋁的優(yōu)點。3）滲硼:向工件表面滲入硼原子的過程。滲硼工件具有高硬度、高耐磨性和好的熱硬性（可達800℃）。當前第19頁\共有26頁\編于星期五\5點

三.表面氣相沉積分為化學氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD）兩類（1）化學氣相沉積（CVD）化學氣相沉積：將工件置于爐內(nèi)加熱到高溫后，向爐內(nèi)通人反應氣（低溫下可汽化的金屬鹽），使其在爐內(nèi)發(fā)生分解或化學反應，并在工件上沉積成一層所要求的金屬或金屬化合物薄膜的方法。碳素工具鋼、滲碳鋼、軸承鋼、高速工具鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金等材料均可進行氣相沉積。當前第20頁\共有26頁\編于星期五\5點（2）物理氣相沉積（PVD）通過蒸發(fā)或輝光放電、弧光放電、濺射等物理方法提供原子、離子，使之在工件表面沉積形成薄膜的工藝。方法：蒸鍍、濺射沉積、磁控濺射、離子束沉積等。當前第21頁\共有26頁\編于星期五\5點熱處理工藝的應用熱處理技術(shù)條件是指對零件采用的熱處理方法以及所應達到的性能要求的技術(shù)性的文件。具體應根據(jù)零件性能要求，在零件圖樣上標出，內(nèi)容包括最終熱處理方法（如調(diào)質(zhì)、淬火、回火、滲碳等）以及應達到的力學性能判據(jù)等，作為熱處理生產(chǎn)及檢驗時的依據(jù)。力學性能通常只標出硬度值，且有一定誤差范圍，如彈簧淬火回火硬度45～50HRC。當前第22頁\共有26頁\編于星期五\5點1.熱處理工藝代號熱處理工藝代號由基礎分類工藝代號和附加分類工藝代號組成?；A分類工藝代號根據(jù)工藝總稱、工藝類型、工藝名稱（按獲得的組織狀態(tài)或滲人元素進行分類），將熱處理工藝按三個層次進行分類，均有相應的代號。當前第23頁\共有26頁\編于星期五\5點表4－6熱處理工藝分類及代號工藝總稱總稱代號工藝類型類型代號工藝名稱名稱代號熱處理5整體熱處理1退火1正火2淬火3淬火和回火4調(diào)質(zhì)5穩(wěn)定化處理6固溶處理，水韌處理7固溶處理＋時效8表面熱處理2表面淬火和回火1物理氣相沉積2化學氣相沉積3等離子體增強化學氣相沉積4離子注人5化學熱處理3滲碳1碳氮共滲2滲氮3氮碳共滲4滲其他非金屬5滲金屬6多元共滲7當前第24頁\共有26頁\編于星期五\5點表4－7加熱方式及代號加熱方式可控氣氛（氣體）真空鹽?。ㄒ后w）感應火焰激光電子束等離子體固體裝箱液態(tài)床電接觸代號0102030405060708091011表4－8退火工藝及代號退火工藝去應力退火均勻化退火再結(jié)晶退火石墨化退火脫氫退火球化退火等溫退火完全退火不完全退火代號StHRGDSpIFP表4-9淬火冷卻介質(zhì)和冷卻方法及代號冷卻介質(zhì)和方法空氣油水鹽水有機聚合物水溶液熱浴加壓淬火雙介質(zhì)淬火分級淬火等溫淬火變形淬火氣冷淬火冷處理代號AOWBPoHPrIMAtAfGC當前第2