50Hz,10~20mm。

表面热处理(Surface Heat Treatment )

表面热处理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

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)

目的:提高工件表面的硬度耐磨性

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。