50Hz,10~20mm。
表面热处理(Surface Heat Treatment )
表面热处理:只对工件表层进行热处理以改变其组织和性能的热处理工艺。
分类:表面淬火和化学热处理。
在生产中,有很多零件要求表面和心部具有不同的性能,一般是表面硬度高,有较高的耐磨性和疲劳强度;而心部要求有较好的塑性和韧性。
在这种情况下,单从材料选择入手或采用普通热处理方法,都有不能满足其要求。解决这一问题的方法是表面热处理。
表面淬火(surface quenching )
定义:仅对工件表面进行淬火(+回火)的热处理工艺
目的:使工件表硬心韧。
表面淬火用钢:中碳结构钢(含碳量0.4%-0.5%)
方法:感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火。
感应加热表面淬火(induction surface quenching)
基本原理:感应圈通入交流电 →形成涡流(集肤效应) → 表层得A → 水冷得M。
分类:
高频感应加热:
200~300kHz,0.5~2.5mm;
中频感应加热:
0.5~10kHz,2~10mm;
工频感应加热:
规律:电流频率越大,
淬硬层深度越浅。
火焰加热表面淬火(flame heating surface quenching)
定义:火焰加热表面淬火是应用氧-乙炔(或其它可燃气体)火焰,对零件表面加热,然后快速冷却的淬火,淬硬层深度一般为2~6mm。
应用:适用于单件、小批量生产。
钢的化学热处理(chemical heat treatment )
定义:将钢件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表层,以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。
分类:根据渗入的元素不同,化学热处理可分为渗碳(carburizing )、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗铝等
基本过程:
① 分解:使化学介质在加热保温过程中分解出渗入元素的活性原子;
② 吸收:活性原子被工件表面吸附,形成固溶体或特殊化合物;
③扩散:渗入原子由工件表层向内扩散,形成具有一定深度的扩散层,即渗层
钢的渗碳(Carburize of steel)
渗碳用钢:低碳钢或者低碳合金钢,如20,25
介质:最常用的气体(煤油、苯等),具有活性碳原子。
温度:在奥氏体区,900—950℃
时间:根据渗层深度而定,约10小时左右。
渗碳后的组织:若工件渗碳后缓慢冷却,从表面到心部的组织为
P+Fe3CⅡ→P→P+F。
其他化学热处理方法
渗氮(nitriding ):在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的热处理工艺。提高零件表面硬度、耐磨性、疲劳强度、热硬性和耐蚀性等。
碳氮共渗(carbonitriding):碳氮同时渗入工件表层。提高表面硬度、抗疲劳性和耐磨性,并兼具渗碳和渗氮的优点。
渗铬(chromizing):有较好的耐蚀性和优良的抗氧化性、硬度和耐磨性,可代替不锈钢和耐热钢用于工具制造。
渗硼(boronizing):十分优秀的耐磨性、耐腐蚀磨损和泥浆磨损的能力,耐磨性明显优于渗氮、碳和碳氮共渗层,但不耐大气和水的腐蚀。主要用于泥浆泵零部件、热作模具和工件夹具。
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