工藝的核心:使零件具有“表硬裡韌”的力學性能。

一.表面淬火( Surface Hardening )

表面淬火是一種不改變鋼表層化學成分,但改變表層組織的局部熱處理工藝。通過快速加熱使鋼的表

層奧氏體化,然後急冷,使表層形成馬氏體組織,而心部仍保持不變。

表面淬火用鋼:選用中碳或中碳低合金鋼。40、45、40Cr、40MnB等。

表面淬火加工的方法:感應加熱( 高、中、工頻 )、火焰加熱、電接觸加熱法等。

1.感應加熱表面淬火

1)感應加熱的基本原理:

2)工藝要求:

* 表面淬火前,必須對零件進行正火或調質處理,以保證零件有良好的基體。

* 表面淬火後,必須對零件進行低溫回火處理,以降低淬火應力和脆性。

3)生産特點: 淬火件的質量好; 工件變形小;不易氧化及脫碳;淬火層容易控制;生産率高。設備投資大,不适于複雜形狀零件和小批量生産。

2.火焰加熱表面淬火

1)火焰加熱表面淬火的基本方法

2)火焰加熱表面淬火的特點:

*設備簡單, 操作方便, 成本低。

*淬火質量不穩定。

*适于單件、小批量及大型零件的生産。

化學熱處理是将零件置于一定的化學介質中 , 通過加熱、保溫,使介質中一種或幾種元素原子滲入工件表層,以改變鋼表層的化學成分和組織的熱處理工藝。

化學熱處理的基本過程:

1.分解: 化學介質在高溫下釋放出待滲的活性原子。2CO— CO2 〔C〕

2.吸收: 活性原子被零件表面吸收和溶解。

3.擴散: 活性原子由零件表面向内部擴散, 形成一定的擴散層。

化學熱處理進行的條件:

1. 滲入元素的原子必須是活性原子, 而且具有較大的擴散能力。

2. 零件本身具有吸收滲入原子的能力,即對滲入原子有一定的溶解度或能與之化合, 形成化合物。

化學熱處理的種類:

滲碳; 滲氮; 碳氮共滲; 滲硼; 滲鋁; 滲硫; 滲矽; 滲鉻等。

鋼的滲碳

滲碳後的熱處理工藝

熱處理後的組織

常用的鋼種: 15、20、20Cr、20Mn2、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA等。

鋼的滲氮 ( Nitridation of steel )

1)定義:向鋼的表面滲入氮原子的過程。

2)目的:獲得具有表硬裡韌及抗蝕性能的零件。

3)用鋼:中碳合金鋼。

4)方法:氣體滲氮。

5)工藝:加熱溫度500～600℃;保溫時間0.3～0.5mm/20～50h。

6)熱處理特點: 滲氮前需調質處理;滲氮後不需熱處理。

7)滲氮處理後的組織 表層 : Fe4N、Fe2N、AlN、CrN、MoN、TiN、VN。心部 : S回。

8)常用的鋼種 : 35 CrMo、18CrNiW、38 CrMoAlA ( 氮化王牌鋼 ) 等。

滲碳與滲氮的工藝特點

3.鋼的碳氮共滲---氰化處理

1)定義:向鋼的表面同時滲入碳和氮原子的過程。

2)目的:獲得具有表硬裡韌性能的零件

3)方法:

4)工藝:

鋼鐵的氧化和磷化

1）鋼鐵的氧化

鋼鐵的氧化處理又稱發藍、發黑，指将鋼鐵件放入苛性鈉、亞硝酸鈉的溶液中處理，使其表面生成一層氧化膜，膜層一般呈藍黑色或深黑色。含矽量較高的呈灰褐色和黑褐色。為提高氧化膜的耐蝕性，可在發藍後浸油或經磷酸鹽或重鉻酸鹽處理。

2）鋼鐵的磷化

鋼鐵的磷化是指鋼鐵在某些酸性磷酸鹽為主的溶液中處理，使其表面沉積形成一層不溶于水的磷酸鹽轉化膜的過程。磷化層呈灰色和暗灰色的結晶狀态，厚度為1~50微米。耐蝕能力為發藍的2~10倍。

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