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表面热处理原理系统知识

时间: 2011-07-15 18:05 来源: 作者: 点击:

表面热处理分类

表面淬火:只改变表层的组织而不改变表层的化学成分。

包括火焰加热表面淬火、高中频加热表面淬火、接触电加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光电子束加热表面淬火等;

化学热处理:既改变表层化学成分又改变表层组织。

包括渗碳、氮化、氰化、渗硼、渗金属等。

表面涂覆技术:

复习:

1、钢的普通热处理包括哪些工艺?

正火、退火、淬火和回火,统称“四把火”。

2、什么是调质?调质处理后钢的组织和性能怎样?

淬火后高温回火的复合热处理工艺称调质。

调质后的组织为回火索氏体,具有综合力学性能。

3、什么是钢的淬透性?

钢在淬火条件下得到M组织或淬透层深度的能力,是钢的固有属性。

截面较大、形状复杂以及受力较苛刻的螺栓、拉杆、锻模、锤杆等工件,要求截面机械性能均匀,应选用淬透性好的钢。

在生产中,有很多零件要求表面和心部具有不同的性能,一般是表面硬度高,有较高的耐磨性和疲劳强度;而心部要求有较好的塑性和韧性。

仅对钢的表面加热、冷却而不改变其成分的热处理工艺称为表面热处理, 也叫表面淬火。

化学热处理:是将钢件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表面,改变其化学成分和组织,达到改进表面性能,满足技术要求的热处理过程。

按照实现方式,表面淬火可分为:

感应加热表面淬火

火焰加热表面淬火

激光加热表面淬火

感应加热表面淬火原理:

感应线圈中通以交流电时,即在其内部和周围产生一与电流相同频率的交变磁场。若把工件置于磁场中,则在工件内部产生感应电流,并由于电阻的作用而被加热。由于交流电的集肤效应,靠近工件表面的电流密度大,而中心几乎为零。工件表面温度快速升高到相变点以上,而心部温度仍在相变点以下。感应加热后,采用水、乳化液或聚乙烯醇水溶液喷射淬火,淬火后进行180 -200℃ 低温回火,以降低淬火应力,并保持高硬度和高耐磨性。

名称

频率(HZ)

淬硬深度(mm)

适用零件

高频感应加热

100~1000K

0.2~2

中小型,如小模数齿轮,直径较小的圆柱型零件

中频感应加热

500~10000

2~8

中大型,如直径较大的轴,大中等模数的齿轮

工频感应加热

50

10~15 以上

大型零件,如直径大于 300mm  的轧辊及轴类零件

1、一般用于中碳钢和中碳低合金钢,如45、40Cr、40MnB钢等。用于齿轮、轴类零件的表面硬化,提高耐磨性

2、为零件心部的性能,感应加热淬火的预备热处理常采用正火或调质。

3、感应加热淬火零件的加工工艺路线为:

下料-----锻造-----调质或正火------切削加工-----感应加热淬火+低温回火-----精加工-----检验

4、高频感应加热时,钢的奥氏体化是在较大的过热度(Ac3以上 80℃ ~ 150℃ )进行的, 因此晶核多, 且不易长大,组织细小。

5、 表面层淬得马氏体后, 由于体积膨胀在工件表面层造成较大的残余压应力, 显著提高工件的疲劳强度。

6、因加热速度快,没有保温时间,工件的氧化脱碳少。另外,由于内部未加热,工件的淬火变形也小。

7、加热温度和淬硬层厚度(从表面到半马氏体区的距离)容易控制,便于实现机械化和自动化。

8、工艺设备较贵,维修调整困难,对于形状复杂的零件的感应器不易制造

火焰加热表面淬火

火焰加热表面淬火是用乙炔-氧或煤气-氧等火焰加热工件表面,进行淬火。
 火焰加热表面淬火和高频感应加热表面淬火相比,具有设备简单,成本低等优点。但生产率低,零件表面存在不同程度的过热,质量控制也比较困难。因此主要适用于单件、小批量生产及大型零件(如大型齿轮、轴、轧辊等)的表面淬火。

真空热处理:在低于一个大气压的环境中进行加热的热处理工艺。

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