金属表面处理工艺31

1、现代外表技术金属外表改性技T1133-2 陈从胜.外表改性技术及运用外表改性技术是指采用某种工艺使资料外表获得与基体资料的组织构造、性能不同的一种技术。被广泛的运用在航空航天领域、军事领域、机械制造领域，和消费生活严密相连。.作用及内容使资料外表获得各种特殊性能如耐磨、耐腐蚀、耐高温、超导、光滑性等。掩盖基体资料外表缺陷，延伸资料和构建运用寿命。节约稀少、珍贵资料，节约能源，改善环境。促进高新技术的开展。主要包含外表变形强化、外表热处置、外表化学热处置以及其他技术。.一、 金属的外表强化工艺经过机械手段在金属外表产生紧缩变形，使外表构成硬化层，提高金属疲劳强度重要工艺之一。既要求外表有较高的硬

2、度和耐磨性，又要求心部具有足够的韧性，必需采用各种外表强化工艺。工艺简单，本钱低廉，是提高钢件抗疲劳才干，延伸其运用寿命的重要工艺措施。. 1、喷丸喷丸强化是将大量高速运动的弹丸放射到零件外表上，使零件表层和次表层发生一定的塑性变形,构成硬化层并引进剩余压应力，从而实现强化的一种技术。运用：外形较复杂的零件，广泛运用于弹簧、齿轮、链条、轴、叶片、火车轮等零部件，可显著的提高抗弯曲疲劳、抗击腐蚀疲劳、抗应力腐蚀疲劳、抗微动磨损、耐点蚀才干。在磨削、电镀等工序后进展.2、滚压处置利用自在旋转的淬火钢滚子对钢件的已加工外表进展滚压，使之产生塑性变形，压平钢件外表的粗糙凸峰，构成有利的剩余压应力，从而

3、提高工件的耐磨性和抗疲劳才干。运用：圆柱面、锥面、平面等外形比较简单的零件.一、外表热处置1、外表淬火外表淬火是指在不改动钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进展淬火以强化零件外表的热处置方法。火焰加热感应加热.外表淬火目的： 使外表具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; 心部在坚持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的塑性和韧性。即表硬里韧。适用于接受弯曲、改动、摩擦和冲击的零件。轴的感应加热外表淬火.外表淬火用资料 0.4-0.5%C的中碳钢。含碳量过低，那么外表硬度、耐磨性下降。含碳量过高，心部韧性下降； 铸铁 提高其外表耐磨性。机床导轨外表淬火齿轮.外表淬火后的回火采用低

4、温回火，温度不高于200。回火目的为降低内应力，保管淬火高硬度、耐磨性。外表淬火+低温回火后的组织表层组织为M回；心部组织为S回(调质)或F+S(正火)。回火索氏体索氏体.感应加热外表淬火表示图外表淬火常用加热方法 感应加热外表处置: 利用交变电流在工件外表感应宏大涡流，使工件外表迅速加热的方法。.感应加热分为：高频感应加热 频率为250-300KHz，淬硬层深度0.5-2mm传动轴延续淬火感应器感应加热外表淬火齿轮的截面图.中频感应加热 频率为2500-8000Hz，淬硬层深度2-10mm。各种感应器中频感应加热外表淬火的机车凸轮轴.工频感应加热频率为50Hz,淬硬层深度10-15 mm近些

5、年又开展了超音频、双频感应加热淬火工艺。实践上，硬化层深度取决于加热层深度，淬火加热温度、冷却速度和资料本身的淬透性等。由于感应电流的“集肤效应，电流透入工件深度主要与交流电频率有关，近似公式表示：. 火焰加热: 利用乙炔火焰直接加热工件外表的方法。本钱低，但质量不易控制。 激光热处置: 利用高能量密度的激光对工件外表进展加热的方法。效率高，质量好。此外还有接触电阻加热外表淬火、浴炉加热外表淬火、电解液加热外表淬火等火焰加热外表淬火表示图激光外表热处置火焰加热外表淬火.三、化学外表热处置化学热处置是将工件置于特定介质中加热保温，介质中活性原子渗入工件表层从而改动工件表层化学成分和组织,进而改动

6、其性能的热处置工艺。.与外表淬火相比，化学热处置不仅改动钢的表层组织，还改动其化学成分。化学热处置也是获得表硬里韧性能的方法之一。根据渗入的元素不同，化学热处置可分为渗碳、氮化、碳氮共渗、渗其他元素等。 可控气氛渗碳炉渗碳回火炉.常用的化学热处置：渗碳、渗氮俗称氮化、碳氮共渗俗称氰化和软氮化等。化学热处置过程包括分解、吸收、分散三个根本过程。.化学热处置的根本过程 介质(渗剂)的分解: 分解的同时释放出活性原子。如：渗碳 CH42H2+C 氮化 2NH33H2+2N活性元素的吸收: 活性原子向固溶体溶解或与钢中某些元素构成化合物。活性元素内部分散。 氮化分散层.钢的渗碳是指向钢的外表渗入碳原子

7、的过程。渗碳目的提高工件外表硬度、耐磨性及疲劳强度，同时坚持心部良好的韧性。渗碳用钢为含0.1-0.25%C的低碳钢。碳高那么心部韧性降低。 经渗碳的机车从动齿轮.气体渗碳法表示图渗碳方法 气体渗碳法将工件放入密封炉内，在900-950时滴入醇、煤油、丙酮，在高温下分解为CO、CO2、CH4等渗碳气氛并生成活性碳原子被工件吸收溶入奥氏体，构成渗碳层。优点: 质量好, 效率高；缺陷: 渗层成分与深度不易控制. 固体渗碳法将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。渗剂为木炭。优点：操作简单；缺陷：渗速慢，劳动条件差。 真空渗碳法将工件放入真空渗碳炉中，抽真空后通入渗碳气体加热渗碳。优点: 外表

8、质量好, 渗碳速度快。真空渗碳炉.渗碳温度：为900-950。渗碳层厚度由外表到过度层一半处的厚度： 普通为0.5-2mm。低碳钢渗碳缓冷后的组织渗碳层外表含碳量：以0.85-1. 05为最好。渗碳缓冷后组织：表层为P+网状Fe3C; 心部为F+P; 中间为过渡区。.渗碳后的热处置要使渗碳层发扬应有的作用，渗碳后还须淬火+低温回火处置, 回火温度为160-180。淬火方法有： 直接淬火法渗碳后预冷到800-850后直接淬火，再在180-200温度下回火。一次淬火法：即渗碳空冷后重新加热到830-860淬火。 二次淬火法：即渗碳缓冷后第一次加热为心部Ac3+30-50，细化心部；第二次加热为Ac

9、1+30-50，细化表层。 .常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50淬火+低温回火。此时组织为：表层：M回+颗粒状碳化物+A(少量)心部：M回+F淬透时渗碳淬火后的表层组织M+F.钢的氮化 氮化是指向钢的外表渗入氮原子的过程。氮化用钢井式气体氮化炉为含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳钢。常用钢号为38CrMoAl。氮化温度为500-570氮化层厚度不超越0.6-0.7mm。.常用氮化方法气体氮化法与离子氮化法。气体氮化法与气体渗碳法类似，渗剂为氨。离子氮化法是在电场作用下，使电离的氮离子高速冲击作为阴极的工件。与气体氮化相比，氮化时间短，氮化层脆性小。离子氮化炉. 气体渗氮常采用的工艺为：锻造正火粗加工调质精加工去应力粗磨渗氮精磨或研磨 渗氮的特点：1、高硬度、高耐磨性。 2、疲劳极限高。 3、工件变形小。缘由是氮化温度低，氮化后不需进展热处置。 4、耐蚀性好。由于表层构成的氮化物化学稳定性高。 G:钢的外表热处置_标清.flv.氮化的缺陷：工艺复杂，本钱高，氮化层薄。主要运用在交变载荷下任务任务并要求具有高的耐磨性工件上，如高速转动精细齿轮、高速柴油机曲轴、高精度机床主轴、模具等 缝纫机用氮化件经氮化的机车曲轴.滲氮与滲碳相比：滲氮层硬度和