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1、 钢的表面热处理工艺钢的表面热处理工艺1钢的表面热处理工艺钢的表面热处理工艺l表面淬火表面淬火l化学热处理化学热处理机床导轨机床导轨表面淬火齿轮表面淬火齿轮2一、一、 钢的表面淬火钢的表面淬火l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的热处理方法。强化零件表面的热处理方法。火焰加热火焰加热火焰加热火焰加热感感应应加加热热3l表面淬火目的：表面淬火目的：l 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限;l 心部在保持一定的
2、强度、硬度的条件下，具有心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的塑性和韧性。即足够的塑性和韧性。即表硬里韧表硬里韧。l适用于适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。轴轴轴轴的的的的感感感感应应应应加加加加热热热热表表表表面面面面淬淬淬淬火火火火41、表面淬火用钢、表面淬火用钢: 选用选用中碳中碳或或中碳低合金钢中碳低合金钢。40、45、40Cr、40MnB等。等。提示：提示： 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降；含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降； 含碳量过高，心部韧性下降。含碳量过高，心部韧性下降。5感应加热感应加热表面淬火表面淬火示意图示意图l2、常
3、用加热方法、常用加热方法l 感应加热感应加热: 利用交变利用交变电流在工件表面感应巨电流在工件表面感应巨大涡流，使工件表面迅大涡流，使工件表面迅速加热的方法。速加热的方法。6l感应加热分为：感应加热分为：l 高频感应加热高频感应加热 频频率率为为250-300KHz，淬硬层深度淬硬层深度0.5-2mm传传动动轴轴连连续续淬淬火火感感应应器器感应加热表面淬火齿轮的截面图感应加热表面淬火齿轮的截面图7l 中频感应加热中频感应加热 频频 率率 为为 2500-8000Hz，淬淬硬硬层层深度深度2-10mm。各种感应器各种感应器中频感应加热表面淬火的机车凸轮轴中频感应加热表面淬火的机车凸轮轴8l 工频
4、感应加热工频感应加热频率为频率为50Hz,淬硬淬硬层深度层深度10-15 mm各种感应器各种感应器感应穿透加热感应穿透加热9l 火焰加热火焰加热: 利用乙炔火焰直利用乙炔火焰直接加热工件表面的方法。接加热工件表面的方法。成本成本低，但质量不易控制。低，但质量不易控制。l 激光热处理激光热处理: 利用高能量密利用高能量密度的激光对工件表面进行加热度的激光对工件表面进行加热的方法。的方法。效率高，质量好。效率高，质量好。火焰加热表面淬火示意图火焰加热表面淬火示意图激光表面热处理激光表面热处理火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火10l3、预备热处理、预备热处理l工艺：工艺：l对于结构钢为对于结构钢为调质
5、调质或或正火正火。l目的目的:l为表面淬火作组织准备；为表面淬火作组织准备；l 获得最终心部组织。获得最终心部组织。 回火索氏体回火索氏体索氏体索氏体11l4、表面淬火后的回火、表面淬火后的回火l采用低温回火采用低温回火，温度不高于，温度不高于200。l回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。l5、表面淬火、表面淬火+低温回火后的组织低温回火后的组织l表层组织为表层组织为M回回；心部组织为；心部组织为S回回(调质调质)或或F+S(正火正火)。感应加热表面淬火感应加热表面淬火感应淬火机床感应淬火机床感应淬火机床感应淬火机床12二、钢的化学热处理
6、二、钢的化学热处理 与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改变其化学成分。表层组织，还改变其化学成分。 化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。一。 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、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。氮化、多元共渗、渗其他元素等。13气体渗碳气体渗碳法示意图法示意图气体渗碳法气体渗碳法 将工件放入密封炉内，将工件放入密封炉内，在高温渗碳气氛中渗在高温渗碳气氛中渗碳。碳。 优点：质量好，效率高；优点：质量好，效率高；缺点：渗层成分与深度不易控制
7、。缺点：渗层成分与深度不易控制。14钢的渗碳钢的渗碳1)定义定义: 向钢的向钢的表面渗入碳原子表面渗入碳原子的过程。的过程。2)目的目的: 获得具有获得具有表硬里韧表硬里韧性能的零件。性能的零件。3)用钢用钢: 低碳钢低碳钢和和低碳合金钢。低碳合金钢。4)方法方法: 固体、气体、固体、气体、液体渗碳。液体渗碳。155)工艺工艺: 加热温度加热温度为为900950; 渗碳时间渗碳时间一般为一般为39小时小时;6)渗碳后的组织渗碳后的组织: 1%CP+Fe3C0.2%C F + P少少表面表面中心中心零零 件件PP+F167) 热处理后的组织热处理后的组织低碳低碳M回回+FM回回+Cm+A残残低碳低碳合金钢合金钢F+PM回回+Fe3C+A残残低碳钢低碳钢心部组织心部组织表层组织表层组织钢种钢种17
