热处理表面淬火知识分享.ppt

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1、第10章表面淬火钢的表面淬火是使零件表面获得高的硬度和耐磨性,而心部仍保持原来良好的塑性和韧性的热处理方法。1与化学热处理的区别：不改变零件表面的化学成分；使零件表面迅速加热到临界点以上(心部温度仍处于临界点以下)，然后快速冷却淬火，获得马氏体组织达到强化表面的目的。火焰加热表面淬火分类感应加热表面淬火电接触加热表面淬火激光加热表面淬火电子束加热表面淬火210.1表面淬火的原理与特点10.1.1基本原理利用快速加热将钢件表面加热到相变温度以上转变为奥氏体，然后快冷，形成马氏体组织的硬化层，而心部仍保持其原始组织—珠光体、索氏体，且硬化层与基体之间

2、具有不完全淬火的过渡层。适用材料—中、高碳钢，普通灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁。预处理—调质、正火或球化退火。上一页下一页3后处理—低温回火(炉中回火；自回火)。炉内回火－一般回火温度为150～180℃，时间为1～2h。自回火－利用控制冷却时间的方法，用淬硬区以外的残余热量,使淬硬层回升到一定温度而进行回火。应用—适用于重型载重汽车上的重要零件如万向节、十字轴、曲轴、齿轮等。上一页下一页410.1.2表面淬火与常规淬火技术的区别表面淬火快速加热将使钢的相变点温度Ac3与Accm大幅度提高，但对Ac1点温度增幅不大。图10.1加热速度对临界

3、温度Ac3的影响上一页下一页5表面淬火快速加热条件下渗碳体难以充分溶解，形成的奥氏体成分不均匀。加热速度很高时，甚至使钢产生无扩散奥氏体相变。表面淬火加热和冷却速度快，使奥氏体晶粒及其中的亚结构显著细化，表层的显微硬度比普通整体淬火的要高。上一页下一页6（1）组织加热：表面→A过渡→A+F心部保持预处理状态→S+F(正火)S回火(调质)冷却：表面→M过渡→M+F心部→组织不变低温回火：表面→M回火→具有较高的硬度、耐磨性过渡→M回火+F心部→S+F或S回火→具有良好的综合力学性能10.1.3表面淬火层的组织与性能中碳钢7（2）性能表面淬火硬度比普

4、通淬火工艺高2～5HRC，且耐磨性好；这是奥氏体晶粒和亚结构的细化以及淬火冷却速度快所致。表面淬火零件的疲劳强度大幅度提高，且缺口敏感性下降。这是因为在零件表面产生的压应力抑制了裂纹的萌生与扩展。上一页下一页81.定义将工件置于通有交变电流的感应器内，在工件内会产生闭合感应电流即涡流，使受热区迅速加热到钢的相变温度，然后在冷却介质中快速冷却，使工件表层获得马氏体的淬火工艺。10.2感应加热淬火技术上一页下一页9上一页下一页2.基本原理当交变电流通过感应器时，产生的交变磁场使放在感应器内的工件表面形成闭合回路感应电流(称为涡流)，此涡流将电能变成热

5、能，使工件加热。涡流主要分布于工件表面，产生集肤效应。感应加热就是利用这种集肤效应，使感应电流产生的电阻热将表面层加热。交变电流频率愈高，集肤效应愈强烈，电流透入深度愈浅。图10.5感应加热原理示意图103.感应加热表面淬火特点热能集中工件表面层，加热速度快；加热时间短，表面氧化、脱碳轻微；淬火质量好。得到极细马氏体，表面硬度高，耐磨性好，疲劳强度高；一般需要低温回火。图10.6高频淬火与普通淬火的性能比较11淬硬层深度易于控制，易实现机械化和自动化。局限性：与普通淬火相比，设备的成本较高。感应加热时，容易使零件的尖角棱边处过热，即导致所谓“尖角

6、效应”。对一些形状复杂的零件，感应加热淬火难以保证所有的淬火面都能够获得均匀的表面淬硬层。上一页下一页124.感应加热表面淬火的分类（按电流频率）高频感应加热中频感应加热工频感应加热频率范围200~300kHz1~10kHz50Hz淬硬层深度0.5~2mm2~8mm10~15mm应用举例在摩擦条件下工作的零件，如小齿轮、小轴承受扭矩、压力载荷的零件，如曲轴、大齿轮、等承受扭矩、压力载荷的大型零件，如冷轧辊等上一页下一页表10.1感应加热表面淬火的电流频率13超高频(27.12MHz)：淬硬层0.05～0.5mm，其能量密度仅次于激光和电子束，使零

7、件表层在极短的时间内加热至上千摄氏度，奥氏体晶粒超细化，自身冷却后得到极细的隐晶马氏体。该工艺工件变形小，不必回火，工艺重复性好，用于小、薄的零件，如录音器材、照相机械、打印机、钟表、纺织钩针等零部件。上一页下一页14零件的热处理分析一、热处理的技术条件（略）二、热处理的工序位置三、典型零件的热处理分析（一）预备热处理（二）最终热处理（一）车床主轴（二）齿轮上一页下一页回主页15二、热处理工序的位置（一）预备热处理退火和正火调质处理毛坯退火或正火机械加工下料锻造正火或退火机械粗加工调质机械精加工目的是消除毛坯中的内应力，细化晶粒，均匀组织；改善切

8、削加工性；或为最终热处理做组织准备主要是提高零件的综合力学性能，或为以后表面淬火和为易变形的精密零件淬火作组织准备返回上一页下一页回主页