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1、钢的表面热处理工艺表面淬火化学热处理工艺的核心:使零件具有“表硬里韧”的力学性能。SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringAnhuiPolytechnicUniversity一.表面淬火(SurfaceHardening)定义:是一种不改变钢表层化学成分,但改变表层组织的局部热处理工艺。2)工艺特征:通过快速加热使钢的表层奥氏体化,然后急冷,使表层形成马氏体组织,而心部仍保持不变。SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringAnhu
2、iPolytechnicUniversity3)表面淬火用钢:选用中碳或中碳低合金钢。40、45、40Cr、40MnB等。4)表面淬火加工的方法:感应加热(高、中、工频)、火焰加热、电接触加热法等。SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringAnhuiPolytechnicUniversity1.感应加热表面淬火1)感应加热的基本原理:*感应电流---涡流*集肤效应*淬火层深度(δ)与电流频率(f)的关系:δ=500/√f（mm）SchoolofMechanicalandAu
3、tomotiveEngineeringAnhuiPolytechnicUniversity感应加热表面淬火示意图集肤效应示意图SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringAnhuiPolytechnicUniversity2)工艺要求:*表面淬火前,必须对零件进行正火或调质处理,以保证零件有良好的基体。*表面淬火后,必须对零件进行低温回火处理,以降低淬火应力和脆性。3)生产特点:淬火件的质量好;工件变形小;不易氧化及脱碳;淬火层容易控制;生产率高。设备投资大,不适于复杂形状零
4、件和小批量生产。SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringAnhuiPolytechnicUniversity2.火焰加热表面淬火1)火焰加热表面淬火的基本方法SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringAnhuiPolytechnicUniversity2)火焰加热表面淬火的特点:*设备简单,操作方便,成本低。*淬火质量不稳定。*适于单件、小批量及大型零件的生产。SchoolofMechanicalandAutomotiveEngi
5、neeringAnhuiPolytechnicUniversity二.化学热处理(ChemicalHeatTreatment)一)定义:将零件置于一定的化学介质中,通过加热、保温,使介质中一种或几种元素原子渗入工件表层,以改变钢表层的化学成分和组织的热处理工艺。SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringAnhuiPolytechnicUniversity二)化学热处理的基本过程:2.吸收:活性原子被零件表面吸收和溶解。3.扩散:活性原子由零件表面向内部扩散,形成一定的扩散层
6、。1.分解:化学介质在高温下释放出待渗的活性原子。2COCO2+〔C〕SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringAnhuiPolytechnicUniversity三)化学热处理进行的条件:1.渗入元素的原子必须是活性原子,而且具有较大的扩散能力。2.零件本身具有吸收渗入原子的能力,即对渗入原子有一定的溶解度或能与之化合,形成化合物。四)化学热处理的种类:渗碳;渗氮;碳氮共渗;渗硼;渗铝;渗硫;渗硅;渗铬等。SchoolofMechanicalandAutomotiveEn
7、gineeringAnhuiPolytechnicUniversity1.钢的渗碳(Carburizeofsteel)1)定义:向钢的表面渗入碳原子的过程。2)目的:获得具有表硬里韧性能的零件。3)用钢:低碳钢和低碳合金钢。4)方法:固体、气体、液体渗碳。SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringAnhuiPolytechnicUniversity固体渗碳法示意图零件渗碳剂试棒盖泥封渗碳箱SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringA
8、nhuiPolytechnicUniversity气体渗碳法示意图SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineeringAnhuiPolytechnicUniversity5)工艺:加热温度为900～950℃;渗碳时间一般为3～9小时;6)渗碳后的组织:1%CP+Fe3CⅡ0.2%CF+P少表面中心零件PP+FSchoolofM
