钢的表面淬火和化学热处理

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1、钢的表面淬火和化学热处理苗雅丽心部：硬度低，韧性高在生产中，有很多零件是在磨擦、冲击和交变载荷作用下工作，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。表面：硬度高，耐磨六、钢的表面淬火表面和心部性能要求不同的零件实例例如齿轮工作时表面接触应力大，摩擦严重，要求表层高硬度，而齿轮心部通过轴传递动力、冲击力，即心部要求较高的塑性和韧性。而低碳钢可满足心部要求，表面要求不能满足；高碳钢可满足表面要求，心部要求不能满足；在这种情况下，单从材料选择入手或采用普通热处理方法，都不能满足其要求。解决这

2、一问题的方法就是钢的表面淬火（表面热处理）和化学热处理表面热处理是只对工件表层进行热处理以改变其组织和性能的热处理工艺，其中以表面淬火最为常用。表面淬火不改变零件表层的化学成分，只改变表层的组织，并且心部仍保留原来退火、正火或调质状态的组织。其目的是使工件表层具有高硬度、耐磨性，而心部具有足够的强度和韧性。表面淬火后，一般需进行低温回火，以减少淬火应力和降低脆性。工业上常用的表面淬火方法有感应淬火和火焰淬火。１）感应加热表面淬火感应淬火是指利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表层、局部或整体加热，并快速冷却的淬火工艺，见下图所示。当感应线圈

3、中通以交流电时，产生交变磁场，在工件中便产生相同频率的感应电流，由于工件本身具有电阻，因而集中于工件表面的电流可使表层迅速加热到淬火温度，而工件的心部温度仍接近室温。感应加热后，采用水、乳化液或聚乙烯醇水溶液喷射淬火（合金钢浸油），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。感应电流透入工件表层的深度主要取决于交流电频率的高低；频率越高，淬硬层深度越小。由于电源频率不同感应加热表面淬火分高频淬火、中频淬火和工频淬火，此外还有20世纪60年代后发展起来的超音频感应加热，它的频率为30～40kHZ，适用硬化层略深于高频

4、且要求硬化层沿表面均匀分布的零件，例如中、小模数齿轮、链轮、轴、机床导轨等。生产中常用的电流频率与淬硬层深度的关系如下表所示：名称频率淬硬深度（mm)适用零件高频感应加热100~500kHZ0.5~2.5淬硬层较薄的中、小型零件，如小模数齿轮、小的轴中频感应加热1~10kHZ3~10承受较大载荷和磨损零件，如大模数齿轮、较大凸轮等工频感应加热50HZ10~20要求硬层深的大型零件和钢材的穿透加热，如轧辊、火车车轮等感应加热表面淬火种类及应用感应加热速度极快，时间很短仅为几秒钟，加热淬火有如下特点：表面性能好，硬度比普通淬火高2HRC～3HRC。疲

5、劳强度较高，一般工件可提高20％～30%；工件表面质量高，不易氧化脱碳，淬火变形小；淬硬层深度易于控制，操作易于实现机械化、自动化，生产率高。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２）火焰表面淬火火焰表面淬火是应用氧－乙炔（或其它可燃气体）火焰，对零件表面加热，然后快速冷却的淬火。C:DocumentsandSettingsAdministrator桌面二维动画3火焰加热表面淬火示意图.swf火焰表面淬火其淬硬层深度一般为

6、2～6mm。火焰加热表面淬火设备简单，成本低，使用方便灵活。但生产效率低，淬火质量较难控制。适用于单件、小批量生产或用于中碳钢、中碳低合金钢制造的大型工件，如大齿轮、轴等零件的表面淬火。C:DocumentsandSettingsAdministrator桌面热处理录像4（钢的表面热处理与化学热处理）火焰加热表面淬火.rm3）电接触加热表面淬火电接触表面淬火可显著提高工件表面的耐磨性和抗擦伤能力。设备及工艺简单易行，硬化层薄，一般为0.15～0.35mm。适用于表面形状简单的零件，目前广泛用于机床导轨、汽缸套等表面淬火。4）激光加热表面

7、淬火这种表面淬火方法是用激光束扫描工件表面，使工件表面迅速加热到钢的临界点以上，而当激光束离开工件表面时，由于基体金属的大量吸热，使表面获得急速冷却而自淬火，故无需冷却介质。特点如下：激光淬火硬化层深度与宽度一般为：深度＜0.75mm，宽度小于1.2mm。激光淬火后表层可获得极细马氏体组织，硬度高且耐磨性好。激光淬火能对形状复杂，特别是某些部位用其它表面淬火方法极难处理的(如拐角、沟槽、盲孔底部或深孔)工件。七、钢的化学热处理简介化学热处理是将工件放入一定温度的活性介质中加热并保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处

8、理工艺。其特点是既改变工件表面层的组织，又改变化学成分。它可比表面淬火获得更高的硬度、耐磨性和疲劳强度，并可提高工件表层的耐蚀性和高温抗