表面熱處理

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  表面熱處理工艺有以下几种

表面熱處理 
  1.退火
  操作方法:將鋼件加熱到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的溫度(可以查閱有關資料)後,一般隨爐溫緩慢冷卻。
  目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工性能;2.細化晶粒,改善力學性能,爲下一步工序做准備;3.消除冷、熱加工所産生的內應力。
  應用要點:1.適用于合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應狀態不合格的原材料;2.一般在毛坯狀態進行退火。
  2.正火
  操作方法:將鋼件加熱到Ac3或Accm以上30~50度,保溫後以稍大于退火的冷卻速度冷卻。
  目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工性能;2.細化晶粒,改善力學性能,爲下一步工序做准備;3.消除冷、熱加工所産生的內應力。
  應用要點:正火通常作爲鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件,也可作爲最後熱處理。對于一般中、高合金鋼,空冷可導致完全或局部淬火,因此不能作爲最後熱處理工序。
  3.淬火
  操作方法:將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上,保溫一段時間,然後在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。
  目的:淬火一般是爲了得到高硬度的馬氏體組織,有時對某些高合金鋼(如不鏽鋼、耐磨鋼)淬火時,則是爲了得到單一均勻的奧氏體組織,以提高耐磨性和耐蝕性。
  應用要點:1.一般用于含碳量大于百分之零點三的碳鋼和合金鋼;2.淬火能充分發揮鋼的強度和耐磨性潛力,但同時會造成很大的內應力,降低鋼的塑性和沖擊韌度,故要進行回火以得到較好的綜合力學性能。
  4.回火
  操作方法:將淬火後的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度,經保溫後,于空氣或油、熱水、水中冷卻。
  目的:1.降低或消除淬火後的內應力,減少工件的變形和開裂;2.調整硬度,提高塑性和韌性,獲得工作所要求的力學性能;3.穩定工件尺寸。
  應用要點:1.保持鋼在淬火後的高硬度和耐磨性時用低溫回火;在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火;以保持高的沖擊韌度和塑性爲主,又有足夠的強度時用高溫回火;2.一般鋼盡量避免在230~280度、不鏽鋼在400~450度之間回火,因爲這時會産生一次回火脆性。
  5.調質
  操作方法:淬火後高溫回火稱調質,即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度,保溫後進行淬火,然後在400~720度的溫度下進行回火。
  目的:1.改善切削加工性能,提高加工表面光潔程度;2.減小淬火時的變形和開裂;3.獲得良好的綜合力學性能。
  應用要點:1.適用于淬透性較高的合金結構鋼、合金工具鋼和高速鋼;2.不僅可以作爲各種較爲重要結構的最後熱處理,而且還可以作爲某些緊密零件,如絲杠等的預先熱處理,以減小變形。
  6.時效
  操作方法:將鋼件加熱到80~200度,保溫5~20小時或更長時間,然後隨爐取出在空氣中冷卻。
  目的:1.穩定鋼件淬火後的組織,減小存放或使用期間的變形;2.減輕淬火以及磨削加工後的內應力,穩定形狀和尺寸。
  應用要點:1.適用于經淬火後的各鋼種;2.常用于要求形狀不再發生變化的緊密工件,如緊密絲杠、測量工具、床身機箱等。
  7.冷處理
  操作方法:將淬火後的鋼件,在低溫介質(如幹冰、液氮)中冷卻到-60~-80度或更低,溫度均勻一致後取出均溫到室溫。
  目的:1.使淬火鋼件內的殘余奧氏體全部或大部轉換爲馬氏體,從而提高鋼件的硬度、強度、耐磨性和疲勞極限;2.穩定鋼的組織,以穩定鋼件的形狀和尺寸。
  應用要點:1.鋼件淬火後應立即進行冷處理,然後再經低溫回火,以消除低溫冷卻時的內應力;2.冷處理主要適用于合金鋼制的緊密刀具、量具和緊密零件。
  8.火焰加熱表面淬火
  操作方法:用氧-乙炔混合氣體燃燒的火焰,噴射到鋼件表面上,快速加熱,當達到淬火溫度後立即噴水冷卻。
  目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部仍保持韌性狀態。
  應用要點:1.多用于中碳鋼制件,一般淬透層深度爲2~6mm;2.適用于單件或小批量生産的大型工件和需要局部淬火的工件。
  9.感應加熱表面淬火
  操作方法:將鋼件放入感應器中,使鋼件表層産生感應電流,在極短的時間內加熱到淬火溫度,然後噴水冷卻。
  目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部保持韌性狀態。
  應用要點:1.多用于中碳鋼和中堂合金結構鋼制件;2.由于肌膚效應,高頻感應淬火淬透層一般爲1~2mm,中頻淬火一般爲3~5mm,高頻淬火一般大于10mm.
  10.滲碳
  操作方法:將鋼件放入滲碳介質中,加熱至900~950度並保溫,使鋼件便面獲得一定濃度和深度的滲碳層。
  目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部仍然保持韌性狀態。
  應用要點:1.用于含碳量爲0.15%~0.25%的低碳鋼和低合金鋼制件,一般滲碳層深度爲0.5~2.5mm;2.滲碳後必須進行淬火,使表面得到馬氏體,才能實現滲碳的目的。
  11.氮化
  操作方法:利用在5..~600度時氨氣分解出來的活性氮原子,使鋼件表面被氮飽和,形成氮化層。
  目的:提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。
  應用要點:多用于含有鋁、鉻、钼等合金元素的中碳合金結構鋼,以及碳鋼和鑄鐵,一般氮化層深度爲0.025~0.8mm.
  12.氮碳共滲
  操作方法:向鋼件表面同時滲碳和滲氮。
  目的:提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。
  應用要點:1.多用于低碳鋼、低合金結構鋼以及工具鋼制件,一般氮化層深0.02~3mm;2.氮化後還要淬火和低溫回火。

表面熱處理:
   是将工件加热至Ac3(Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度,一般是从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃,保温一段时间后,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快,因而正火组织要比退火组织更细一些,其机械性能也有所提高。



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