材料的表面强化技术ppt课件.ppt

《材料的表面强化技术ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、4.4材料的表面强化技术Surfacestrengtheningtechnology齿轮、凸轮、曲轴、活塞销等，要求表面高硬度和高耐磨性，心部具有足够的塑、韧性。如选高碳钢淬火，硬度高，表面耐磨性好，但心部韧性差；如选低碳钢淬火，心部韧性好，但表面硬度低，耐磨性差。一、表面强化概述Summaryofsurfacereinforcingtechnology表面强化旨在增强材料表面强度、硬度、耐磨性、耐蚀性、物理性能及美观性等。包括机械的、物理的、化学的等一系列表面强化处理方法。表面强化技术的分类Typesof

2、surfacereinforcingtechnology表面冶金强化（堆焊、热喷涂等）；表面形变强化（喷丸、滚压、挤压等）；表面热处理强化（表面淬火、化学热处理等）；表面薄膜强化（电镀、气相沉积等）；表面非金属化处理（喷塑、粘涂等）；高能束表面强化（电子、离子束等）。二、表面淬火surfacequenching1、感应加热表面淬火1）基本原理，见图4-36铜制感应器—电流，工件表层同步感应电流—涡流，具有集肤效应，表层迅速加热到淬火温度，喷水淬硬。电流频率越高，电流集中的表面层越薄。2）感应加热的分类①高频

3、感应加热（100～1000kHz）淬硬层0.2～2mm，小模数齿轮、小轴等。②中频感应加热（0.5～10kHz）淬硬层2～8mm，大、中模数齿轮，较大直径的轴等。③工频感应加热（50Hz）淬硬层10～15mm以上，大直径轧辊、火车轮、轴类等零件。3）感应加热表面淬火的特点①加热速度快；②表层获得极细小的M组织，其硬度比普通淬火高2～3HRC且脆性低；疲劳强度提高20~30％；③表面质量好，氧化、脱碳、变形小；④生产效率高，易机械化、自动化。4）表面淬火用钢及工艺路线最适宜钢种：中碳钢和中碳合金钢，45、40

4、Cr、40MnB等。含碳量过高，心部塑、韧性差，表层脆性大，易开裂；含碳量过低，降低表面淬硬层的硬度和耐磨性。下料→锻造→退火或正火→粗加工→调质或正火→精加工→感应加热表面淬火＋低温回火→精磨→时效→精磨→成品注意：预处理有调质和正火，调质性能好；表面淬火后必须立即低温回火，表面淬火+低温回火后的表层组织为M回，心部S回(调质)或F+S(正火)。2、火焰淬火用氧—乙炔或煤气—氧燃烧加热工件表面，喷水冷却。淬硬层2～6mm操作、设备简单，成本低；但技术要求高，质量不稳定。单件、小批生产及大型零件等。三、化学

5、热处理Chemicalheat-treatment将工件置于某种化学介质中，加热、保温冷却，使一种或几种元素渗入工件表面，改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。渗碳、碳氮共渗，HB↑、耐磨性↑、耐疲劳性↑；氮化、渗硼、渗铬，硬、耐磨、耐蚀等。1、化学热处理的基本过程1）介质的分解渗碳：2CO→CO2+[C]，CH4→2H2+[C]，CO+H2→[C]+H2O渗氮：2NH3→[N]+3H22）工件表面吸收渗入元素在基体中有较大的可溶性。3）原子扩散过程原子扩散，形成扩散层。2、渗碳(carburizing)

6、钢在渗碳介质中，加热、保温，碳原子渗入工件表层，淬火后，提高表层硬度、耐磨性。1）渗碳方法包括固体渗碳、气体渗碳、真空渗碳、液体渗碳等。2）渗碳用钢、渗碳层的组织及热处理①渗碳用钢低碳、低合金钢（WC=0.1％~0.25％）渗碳后表层WC=0.8~1.1%②组织：工件渗碳后的组织由表面到心部依次为过共析（P+Fe3CⅡ）、共析（P）、亚共析（P+F）和原始组织（F+P）。③热处理a.直接淬火法：自渗碳温度预冷至某温度立即淬火、回火。b.一次淬火法：出炉缓冷，重新加热进行淬火、回火。c.二次淬火法第一次，AC

7、3+30~50℃，改善心部，消除表层网状组织；第二次，AC1+30~50℃，细化表层，M细+Fe3CⅡ心部和表层组织细化，力学性能好，但工艺复杂，成本高。渗碳淬火后，必须低温回火（150～200℃）表层组织：M回+Fe3C+AR少，58～64HRC心部组织：M回+F少量（低合金钢，淬透），35~45HRCF+P（低碳钢原始组织，未淬透），15HRC3、钢的氮化等Nitrificationofsteels钢的渗氮、碳氮共渗等化学热处理特点与应用详见表4.10。