电动车 -金属材料表面处理和热处理 2026

铸铁之所以会有如此大量而广泛的用途，主要是因为其出色的流动性，以及它易于浇注成各种复杂形态的特点。铸铁实际上是由多种元素组合的混合物的名称，它们包括碳、硅和铁。其中碳的含量越高，在浇注过程中其流动特性就越好。碳在这里以石墨和铸铁中石墨的存在使得下水道盖子具有了优良的耐磨性能。铁锈一般只出现在最表层，所以通常都会被磨光。虽然如此，在浇注过程中也还是有专门防止生锈的措施，即在铸件表面加覆一层沥生产砂模浇注材料的传统工艺如今被很多设计师运用到了其他更材料特性：优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩典型用途：铸铁已经具有几百年的应用历史，涉及建筑、桥梁、不锈钢是在钢里融入铬、镍以及其他一些金属元素而制成的合金。其不生锈的特性就是来源于合金中铬的成分，铬在合金的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜，这层薄膜是我们通常所提及的不锈钢和镍的比例一般是18：10。“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具这一系列设计尝试都是非常具有革命性的：比如，消毒后可再次不锈钢分为四大主要类型：奥氏体、铁素体、铁素体-奥氏体(复合材料特性：卫生保健、防腐蚀、可进行精细表面处理、刚性高、典型用途：在常用的原色不锈钢中，奥氏体不锈钢是最合适的着奥氏体不锈钢主要应用于装饰建材、家居用品、工业管道以及建筑结构中;马氏体不锈钢主要用于制作刀具和涡轮刀片;铁素体不锈钢具有防腐蚀性，主要应用在耐久使用的洗衣机以及锅炉零部锌，闪着银光又略带蓝灰色，它是继铝和铜之后第三种应用最广泛的有色金属。美国矿产局的一项统计显示——一个普通人在其锌的熔点很低，所以它也是一种非常理想的浇注材料。锌质铸件在我们日常生活中十分常见：门把手表层表层下面的材料、水龙头、电子元件等，锌具有极高的防腐蚀性，这一特性使它具备了其抗腐蚀性并不仅仅应用于钢表面镀层——它也有助于增强我们材料特性：卫生保健、防腐蚀、优良的可铸性、出色的防腐蚀性、高强度、高硬度、原材料廉价、低熔点、抗蠕变、易与其他金属锌也有着清洁卫生以及抗腐蚀的特性。另外，锌也被应用在屋顶相对于已经有9000年使用历史的黄金而言，铝，这种略带蓝光的铝于18世纪初问世并被命名。与其他金属元素不同，铝并不是以直接的金属元素的形式存在于自然界中，而是从含50%氧化铝(亦以这种形态存在于矿物中的铝也是我们地球上出量最丰富的金属当铝这种金属最早出现的时候，它并没有被立刻应用到人们的生活当中。后来，针对其独特功能和特性的一批新产品逐渐问世，虽然铝的应用历史相对较短，但现在市面上铝产品的产量已经远材料特性：柔韧可塑、易于制成合金、高强度-重量比、出色的防典型用途：交通工具骨架、飞行器零部件、厨房用具、包装以及铝也经常被用以加固一些大型建筑结构，比如伦敦皮卡迪利广场上的爱神雕像，以及纽约克莱斯勒汽车大厦的顶部等，都曾用铝镁是极重要的有色金属，它比铝轻，能够很好地与其他金属构成高强度的合金，镁合金具有比重轻、比强度和比刚度高、导热导电性好、兼有良好的阻尼减震和电磁屏蔽性能、易于加工成型、容易回收等优点。但长期以来，由于受价格昂贵和技术方面的限制，镁及镁合金只少量应用于航空、航天及军事工业，因而被称为“贵族金属”。现今镁是继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被广泛地应用于航空航天、汽车、电子、移动通讯、冶金等领域。可以预计，由于其它结构金属生产成本的增加，金属镁在镁合金比重为铝合金的68%，锌合金的27%，钢铁的23%，常用自上世纪起，人类对金属质感、光泽仍有不可抹减的迷恋，塑料产品虽然可以形成类金属的外观，但其光泽感、硬度、温度、质镁合金作为一种新型的金属原料，给人一种高科技的感受。镁合防腐能力是合金中最佳者。常用的镁合金具有不可燃性，尤其是材料特性：轻量化的结构、刚性高且耐冲击、优良的耐腐蚀性、良好的热传导性和电磁遮蔽、良好的不可燃性、耐热性较差、易典型用途：广泛应用于航空航天、汽车、电子、移动通讯、冶金铜简直就是一种让人难以置信的万用金属，它与我们的生活如此密切相关。人类的许多早期工具和武器都是它的拉丁名字“cuprum”起源于一个叫做Cyprus的地方，这是一个铜资源非常丰富的岛屿，人们用岛的名字的缩写Cu来给这种铜在现代社会中扮演着十分重要的角色：它被大量应用于建筑结构当中，作为传输电力的载体，另外，几千年来它还一直被许多从最初简单的译码传输，到后来在复杂的现代通讯应用中扮演的关键角色，这种具有延展性、橘红色的金属一路伴随着我们发展铜是一种优良的导电体，其导电性能仅次于银。从人们利用金属材料的时间历史这一点来说，铜则是仅次于金的为人类利用最悠久的金属。这一点在很大程度上是因为铜矿很容易开采，而且铜材料特性：很好的防腐蚀性、极好的导热、导电性能、坚硬、柔典型用途：电线、发动机线圈、印刷电路、屋面材料、管道材料、铬最为常见的存在形式是作为合金元素用于不锈钢中，来增强不锈钢的硬度。镀铬工艺通常分为三种类型：装饰性镀层、硬质铬铬镀层在工程领域中应用相当广泛，装饰性铬镀层通常作为最表层镀于镍层外面，镀层具有精致细腻如镜面一般的抛光效果。作为一道装饰性后处理工序，铬镀层厚度仅为0.006毫米。在打算采近十年来，六价装饰性铬水被三价铬水所取代的趋势越来越明显，因为前者具有非常强的致癌性，而后者则被认为毒性相对小一些。材料特性：光洁度非常高、优良的防腐蚀性能、坚硬耐用、易于典型用途：装饰性镀铬是许多汽车元件的镀层材料，包括车门把手以及缓冲器等，除此之外，铬还应用于自行车零部件、浴室水硬质镀铬更多的用于工业领域，包括作业控制块中的随机存储器、钛是一种很特别的金属，质地非常轻盈，却又十分坚韧和耐腐蚀，钛的熔点与铂金相差不多，因此常用于航天.军工精密部件。加上钛有优异的抗酸碱腐蚀性在“王水”中浸泡了几年的钛，依旧锃若把钛加到不锈钢中，只加百分之一左右，就大大提高抗锈本领。钛具有密度小、耐高温、耐腐蚀等优良的特性，钛合金密度是钢在-253℃~500℃这样宽的温度范围内都这些优点正是太空金属所必备的。钛的合金是制做火箭发动机的由于钛有这些优点，所以50年代以来，一跃成为突出的稀有金属。钛是一种纯性金属，正因为钛金属的“纯”，故物质和它接触的时候，不会产生化学反应。也就是说，因为钛的耐腐蚀性、稳定性高，使它在和人长期接触以后也不影响其本质，所以不会造成人的过敏，它是唯一对人类植物神经和味觉没有任何影响的金属，钛最大的缺点，是提炼比较困难。这主要是因为钛在高温下可以所以人们曾把钛当作“稀有金属”，其实，钛的含量约占地壳重材料特性：非常高的强度、重量比优良的抗腐蚀性、难以进行冷加工、良好的可焊接性、大约比钢轻40%，比铝重60%、低导电外科手术植入物、飞行器骨架、化学用具以及海事装利用现代物理、化学、金属学和热处理等学科的技术来改变零件表面的状况和性质，使之与心部材料作优化组合，以达到预定性表面处理的作用：①提高表面耐蚀性和耐磨性，减缓、消除和修复材料表面的变化及损伤；②使普通材料获得具有特殊功能的表总共可以分为4大类：表面改性技术、表面合金化技术、表面转化1）表面淬火：表面淬火是指在不改变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行淬火以强化零件表面表面淬火的主要方法有火焰淬火和感应加热，常用的热源有氧乙2）激光表面强化：激光表面强化是用聚焦的激光束射向工件表面，在极短时间内将工件表层极薄的材料加热到相变温度或熔点以上的温度，又在极短时间内冷却，使工件表面淬硬强化。激光表面强化可以分为激光相变强化处理、激光表面合金化处理和激光熔覆处理等。激光表面强化的热影响区小，变形小，操作方便，主要用于局部强化的零件，如冲裁模、曲轴、凸轮、凸轮轴、花键3）喷丸：喷丸强化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面上，犹如无数个小锤锤击金属表面，使零件表层和次表层发生一定的塑性变形而实现强化的一种技术。作用：①提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐蚀性等；②用于表面消光、去氧化皮；③4）滚压：滚压是在常温下用硬质滚柱或滚轮施压于旋转的工件表面，并沿母线方向移动，使工件表面塑性变形、硬化，以获得准确、光洁和强化的表面或者特定花纹的表面处理工艺。应用：圆5）拉丝：拉丝是指在外力作用下使金属强行通过模具，金属横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的表面处理方法称为金属拉丝工艺。拉丝可以根据装饰需要，制成直纹、乱纹、6）抛光：抛光是对零件表面进行修饰的一种光整加工方法，一般只能得到光滑表面，不能提高甚至不能保持原有的加工精度，随预加工状况不同，抛光后的Ra值可达1.6~0.008μm。一般分为机化学表面热处理：表面合金化技术的典型工艺就是化学表面热处理。是将工件置于特定介质中加热保温，使介质中活性原子渗入工件表层从而改变工件表层化学成分和组织，进而改变其性能的热处理工艺。与表面淬火相比，化学表面热处理不仅改变钢的表层组织，还改变其化学成分。根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元共渗、渗其他元素等。化学热处理过程化学表面热处理最主要的两种方式就是渗碳和渗氮。发黑：钢材或钢件在空气-水蒸气或化学药物中加热到适当温度使磷化：工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换主要是指铝及铝合金的阳极氧化。阳极氧化是将铝或铝合金制件浸沉于酸性电解液中，在外电流作用下作为阳极，在制件表面上形成与基体牢固结合的防蚀氧化膜层。这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。阳极氧化前要经过抛光、应用：常用于汽车、飞机的某些特殊部件的防护处理以及工艺品连续吹喷到制件表面上，形成与基体牢固结合的涂层，从制件表层获得所需要的物理化学性能。利用热喷涂技术可改善材料的耐应用：航空航天、原子能、电子等尖端技术在内的几乎所有领域。通过真空镀的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快、附着力好、污染物少等优点。按照工艺不同，真空镀可以分为真以镀镍为例：将金属制件浸在金属盐（NiSO4）的溶液中作为阴极，金属镍板作为阳极，接通直流电源后再制件上就会沉积出金4）气相沉积：气相沉积技术是指将含有沉积元素的气相物质，通过物理或化学的方法沉积在材料表面形成薄膜的一种新型镀膜技术。根据沉积过程的原理不同，气相沉积技术可分为物理气相沉物理气相沉积（PVD）：物理气相沉积是指在真空条件下，用物理的方法，使材料汽化成原子、分子或电离成离子，并通过气相物理沉积技术主要包括真空蒸镀、溅射镀、离子镀三种基本方法。物理气相沉积具有适用的基体材料和膜层材料广泛；工艺简单、省材料、无污染；获得的膜层膜基附着力强、膜层厚度均匀、致密、针孔少等优点。广泛用于机械、航空航天、电子、光学和轻工业等领域制备耐磨、耐蚀、耐热、导电、绝缘、光学、磁性、化学气相沉积（CVD）：化学气相沉积是指在一定温度下，混合气体与基体表面相互作用而在基体表面形成金属或化合物薄膜的由于化学气相沉积膜层具有良好的耐磨性、耐蚀性、耐热性及电学、光学等特殊性能，已被广泛用于机械制造、航空航天、交通热处理定义：钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和热处理目的：①提高金属材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，节约材料、延长零件使用寿命。②消除材料残余应力，改善金属的加热温度、保温时间和冷却方式是热处理最重要的三个基本工艺因持一定时间，然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺。形性能、消除或减少内应力、为零件最终热处理准备合适的内部组去应力退火：为去除工件塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内退火和正火的区别：退火和正火属于预备热处理工艺，对于含碳量例如：含碳量大于0.5%的碳钢和合金钢，为降低硬度便于切削加工采用退火处理；含碳量低于0.5%的低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低切削时粘刀，而采用正火适当提高硬度。一般用于锻件、铸件在渗碳炉中将低碳钢在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入工件淬火、低温回火处理以消除应力并稳定组织，使钢件表面层具有高硬度(HRc56～62)，增加耐磨性及疲劳强度等。而心部仍保持原有3、应用：渗碳一般用于15Cr、20Cr等含碳量低的钢种，渗碳层的设计时可根据工件尺寸和心部强度要求来选择材料和渗碳层深度。渗碳层深的选择要根据实际需要进行设计，以节约成本。层深的增按加热介质及热源条件：盐浴加热淬火、火焰加热淬火、感应加热按冷却方式：单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火、预冷淬4）工艺过程：冷却速度是钢在淬火过程中最主要的因素响淬火产物和性能。一方面冷却速度要大于临界冷却速度，以保证全部得到马氏体组织；另一方面冷却应尽量缓慢，以减少内应力，工件在奥氏体最不稳定的温度范围内(650℃~550℃)快冷，超过临界冷却速度，以防珠光体类型转变发生；而内(300℃~100℃)，则冷却减慢，以减少淬火工件产生的应力。由马氏体组成，在不完全淬火时亚共析钢得到马氏体和铁素体组成的组织，当奥氏体中含碳质量分数大于0.5%时，淬火组织为马氏体过共析钢得到马氏体和渗碳体的组织。亚共析钢用不完全淬火是不正常的，因为这样不能达到最高硬度。而过共析钢采用不完全淬火在适宜的加热温度下，淬火后得到的马氏体呈细小的针状；若加热温度过高，其形成粗针状马氏体，使材料变脆甚至可能在钢中出现下料—锻造—正火（退火）—粗加工—调质—半精加工—表面淬局部处理，特别适合于提高耐磨性的场合。由于只加热表面层，心和韧性。表面淬火后零件表面将产生很大的残余压应力，因而使材料的疲劳强度大大提高。但需要注意的是，表面淬火区域的起始点和终结点处于残余拉应力状态下，此处的疲劳强度因此大大降低。设计时要考虑残余拉应力不可留在齿根处、轴的过渡圆角处等零件应力集中部位，以免工作应力与残余拉应力叠加造成零件裂纹或断3）工艺过程：表面淬火一般工艺是高频感应加热、中频感应加热4）应用：淬硬深度一般是：高频淬火1～2mm；中频淬火2~6mm。一般用于中碳以上结构钢和合金钢主轴、齿轮等零件。当1）定义：回火是将淬火后的钢件加热到指定的回火温度，3）分类：钢淬火后都需要进行回火处理，回火温度取决于最终所要求的组织和性能（工厂常根据硬度的要求通4）低温回火：加热温度为150℃~250℃。低温回火组织为回火5）中温回火：加热温度为350℃~500℃。中温回火组织为回火屈氏体，它是由铁素体和粒状渗碳体组成的极细密混合物。回火屈氏体有较好的强度，最高的弹性，较好的韧性。其目的主要是获得高6）高温回火：加热温度为500℃~650℃。高温回火组织的回火索氏体，它是由粒状渗碳体和等轴形铁素体组成混合物。回火索氏体具有强度、韧性和塑性较好的综合机械性能。其目的主要是获得既有一定的强度、硬度，又有良好的冲击韧性的综合机械性能。通常把淬火后加高温回火的热处理称做调质处理。主要用于处理中碳结2）目的：使材料获得较好的强度、塑性和韧性等方面的综合机械性能，用于各种中碳结构钢和中碳合金钢。调质一般安排在粗加工之大部分的零件都是通过调质处理来提高材料的综合机械性能，即提和冲击功，使材料具有强度和塑韧性的良好配合。一般来讲调质钢50等钢种则既可以调质处理又可以正回火使用；而对高碳钢和低碳后在油中或水中冷却。冷却后立即入炉进行回火(500～650℃)，以铁素体：铁素体的塑性、韧性很好，但强度、硬度较低。其力学性奥氏体：奥氏体常存在于727℃以上，是铁碳合金中重要的高温相，渗碳体：渗碳体中碳的质量分数为6.69%，熔点为1227℃,硬度很高，塑性和韧性极低，脆性大。渗碳体是钢中的主要强化相，其数珠光体：存在于钢的退火或正火组织中，粒状珠光体：在铁素体基体上分布着粒状渗碳体的两相机械混合物称为粒状珠光体。粒状珠用于与调质工艺相结合提高零件的疲劳强度、表面耐磨性、耐蚀性和改善零件的摩擦状态，防止胶合。适用于在周期载荷下工作的零化钢是45(HV>300)、40Cr(HV>400)、42CrMo(HV>500)等，氮化后一般可不加工，设计时应尽可能采用整体氮化处