KEY 5-10 钢的表面热处理.pdf
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1、KEY 5-10 钢的表面热处理 Surface Heat Treatment 通过对钢件表面的加热、冷却而改变表层力学性能的金属热通过对钢件表面的加热、冷却而改变表层力学性能的金属热 处理工艺。处理工艺。 特点特点: :不改变零件心部的组织和性能不改变零件心部的组织和性能, ,获得获得表硬里韧,即表表硬里韧,即表 面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限,心部具有足够的面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限,心部具有足够的 塑性和韧性的力学性能。塑性和韧性的力学性能。 应用范围:广泛用于既要求表层具有高的耐磨性、抗疲劳应用范围:广泛用于既要求表层具有高的耐磨性、抗疲劳 强度和较大的冲击载荷,又
2、要求整体具有良好的塑性和韧性的强度和较大的冲击载荷,又要求整体具有良好的塑性和韧性的 零件,如曲轴、凸轮轴、传动齿轮等承受弯曲、扭转、摩擦或零件,如曲轴、凸轮轴、传动齿轮等承受弯曲、扭转、摩擦或 冲击载荷的零件。冲击载荷的零件。 分类:表面热处理分为表面淬火和化学热处理两大类分类:表面热处理分为表面淬火和化学热处理两大类 一、表面淬火一、表面淬火 通过不同的热源对工件进行快速加热,通过不同的热源对工件进行快速加热,将钢件表层迅速加热将钢件表层迅速加热 到奥氏体化温度(到奥氏体化温度(此时工件心部温度处于临界点以下此时工件心部温度处于临界点以下)后急冷使)后急冷使 表层形成马氏体组织而心部组织仍
3、保持不变的热处理工艺表层形成马氏体组织而心部组织仍保持不变的热处理工艺 特点:只改变组织性能而不改变钢的化学成分特点:只改变组织性能而不改变钢的化学成分 分类:为了达到只加热工件表层的目的,要分类:为了达到只加热工件表层的目的,要 求所用热源具有较高的能量密度。根据加热求所用热源具有较高的能量密度。根据加热 方法不同,表面淬火可分为感应加热(高频、方法不同,表面淬火可分为感应加热(高频、 中频、工频)表面淬火、火焰加热表面淬火、中频、工频)表面淬火、火焰加热表面淬火、 电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、 激光加热表面淬火、电子束表面淬火等。激光加热
4、表面淬火、电子束表面淬火等。 工业上应用最多的为感应加热和火焰加热表工业上应用最多的为感应加热和火焰加热表 面淬火。面淬火。 表面淬火用钢表面淬火用钢 适用于中碳钢或中碳低合金钢,如:适用于中碳钢或中碳低合金钢,如:40、45钢、钢、40Cr、 40MnB及及60Ti等低淬透性钢等低淬透性钢 含碳量过高,尽管淬火后的表面硬度、耐磨性提高,但含碳量过高,尽管淬火后的表面硬度、耐磨性提高,但 硬化层的脆性增大,心部的塑性和韧性较低,硬化层的脆性增大,心部的塑性和韧性较低, 含碳量过低,则表面的强化效果不显著,影响钢的表面含碳量过低,则表面的强化效果不显著,影响钢的表面 硬度和耐磨性硬度和耐磨性 基
5、体组织相当于中碳钢的普通灰铸铁、球墨铸铁、可锻基体组织相当于中碳钢的普通灰铸铁、球墨铸铁、可锻 铸铁等原则上也可进行表面淬火,提高耐磨性,但以球墨铸铁等原则上也可进行表面淬火,提高耐磨性,但以球墨 铸铁工艺性为最好。铸铁工艺性为最好。 2.2.表面淬火后的回火及组织表面淬火后的回火及组织 回火目的:回火目的:降低内应力,保留表面淬火后的高硬度和高耐降低内应力,保留表面淬火后的高硬度和高耐 磨性。磨性。 淬火后的回火:淬火后的回火:低温回火,回火温度不高于低温回火,回火温度不高于200200 回火后的组织:回火后的组织:表面组织为回火马氏体,心部组织为回火表面组织为回火马氏体,心部组织为回火 索
6、氏体索氏体 回火后的硬度:回火后的硬度:表面硬度可取表面硬度可取5558HRC,心部组织可取心部组织可取40 55HRC 淬硬层深度淬硬层深度 一般可取半径的一般可取半径的1/10,特小件取,特小件取1/5,大件取小于,大件取小于1/10 预备热处理预备热处理 不重要的零件表面淬火前可用正火处理,较重要的零件不重要的零件表面淬火前可用正火处理,较重要的零件 要先调质处理以得到回火索氏体组织要先调质处理以得到回火索氏体组织 3.3.表面淬火常用的加热方法表面淬火常用的加热方法 感应加热表面淬火感应加热表面淬火 表面淬火采用的快速加热方法有多种,如电感应,火焰,电接表面淬火采用的快速加热方法有多种
7、,如电感应,火焰,电接 触,激光等,目前应用最广的是电感应加热法。触,激光等,目前应用最广的是电感应加热法。 感应加热淬火是采用电磁感应方法使零件表面迅速加热,然后感应加热淬火是采用电磁感应方法使零件表面迅速加热,然后 迅速喷水冷却的一种热处理操作方法。迅速喷水冷却的一种热处理操作方法。 有缘学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报:奉献教育(店铺) 感应加热淬火的特点感应加热淬火的特点 1.1.加热速度快加热速度快其加热速度极快,通常只有几秒钟其加热速度极快,通常只有几秒钟,工件不易脱,工件不易脱 碳,变形小;碳,变形小; 2.2.获得的马氏体组织极细,硬度高、脆性小、疲
8、劳强度好;获得的马氏体组织极细,硬度高、脆性小、疲劳强度好; 3.3.加热层深度易控制,可实现自动化批量生产;加热层深度易控制,可实现自动化批量生产; 4.4. 不足之处是设备较贵,形状复杂零件的处理比较困难。不足之处是设备较贵,形状复杂零件的处理比较困难。 感应加热表面淬火分类感应加热表面淬火分类 分类分类频频率率淬硬层深度淬硬层深度适用范围适用范围 高频淬火高频淬火200-300kHz0.5-2.0中小零件中小零件 中频淬火中频淬火2500-8000Hz2.0-10直径较大的轴、直径较大的轴、 齿轮和其他件齿轮和其他件 工频淬火工频淬火50Hz10-15大型零件如轧辊大型零件如轧辊 等等
9、火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火 淬硬层一般为淬硬层一般为2 2 6mm6mm,过深的淬硬层,过深的淬硬层 会使工件表面组织过热,易产生淬会使工件表面组织过热,易产生淬 火裂纹。火焰淬火方法简便,操作火裂纹。火焰淬火方法简便,操作 简单,不需特殊设备。适于单件或简单,不需特殊设备。适于单件或 小批量生产的大型零件和需要局部小批量生产的大型零件和需要局部 淬火的工具或零件淬火的工具或零件 电接触加热表面淬火电接触加热表面淬火 采用低电压、大电流,通过压紧在采用低电压、大电流,通过压紧在 工件表面的滚轮与工件形成回路,工件表面的滚轮与工件形成回路, 靠接触电阻热实现快速加热,滚轮靠接触电阻热实现快
10、速加热,滚轮 移去后即进行自激冷淬火。移去后即进行自激冷淬火。 激光加热表面淬火激光加热表面淬火 激光淬火的功率密度高,冷却速度快,不需要水或油等冷却 介质,是清洁、快速的淬火工艺。与其他淬火工艺相比,激光淬 火淬硬层均匀,硬度高(一般比感应淬火高1-3HRC),工件变形 小,加热层深度和加热轨迹容易控制,易于实现自动化,而且激 光淬火前后工件的变形几乎可以忽略,因此特别适合高精度要求 的零件表面处理。 二、化学热处理二、化学热处理 将钢件置于一定的化学介质中加热、保温,使介质中一种或将钢件置于一定的化学介质中加热、保温,使介质中一种或 几种元素的原子渗入工件表层,以改变钢件表层化学成分和组几
11、种元素的原子渗入工件表层,以改变钢件表层化学成分和组 织且又能有更高强韧性的热处理工艺。织且又能有更高强韧性的热处理工艺。 特点:特点: 1)1) 既改变组织性能又改变钢的化学成分;既改变组织性能又改变钢的化学成分; 2 2)通过改变表面成分,使工件表层组织与性能皆发生变化;)通过改变表面成分,使工件表层组织与性能皆发生变化; 3 3)有效地提高钢件表面硬度、耐磨性及抗疲劳性能,其工序)有效地提高钢件表面硬度、耐磨性及抗疲劳性能,其工序 地位均属于最终热处理。地位均属于最终热处理。 化学热处理的基本过程化学热处理的基本过程 化学热处理包括三个基本过程,即化学渗剂分解为活性化学热处理包括三个基本
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- 关 键 词:
- 理论力学
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