钢的表面处理(第九、十讲)材料.ppt

金属的表面处理技术：表面处理技术可以用少量的材料起到大量昂贵整体材料难以起到的作用，在不增加太多成本的前提下是表面得到强化，提高产品的使用寿命与可靠性，改善机械设备的性能、质量。 钢的表面热处理 钢的表面淬火： 定义：采用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（共析钢或过共析钢）之上，快速冷却，发生马氏体相变，形成表面强化层的工艺，称表面淬火技术。 常用的方法：火焰表面淬火和感应表面淬火，激光表面淬火、电子束加热表面淬火、 1、火焰表面淬火：火焰加热表面淬火是利用氧—乙炔气体（最高可达3000度）或其他可燃气体(如天然气、焦炉煤气最高可达（2100度）、石油气等)以一定比例混合进行燃烧，形成强烈的高温火焰，将零件迅速加热至淬火温度，然后急速冷却(冷却介质最常用的是水，也可以用乳化液)，使表面获得要求的硬度和一定的硬化层深度，而中心保持原有组织的一种表面淬火方法。 火焰表面热处理后的组织：表面沿试样横截面分三个区：淬硬区、过渡区、心部 （1）淬硬区：全部马氏体 （2）过渡区：马氏体+自由铁素体 （3）心部：原始组织 火焰表面处理适用范围 碳含量在0.35%—1.20%的中、高碳钢； 基体相当于中碳钢的普通灰铁、球铁、可锻铸铁、合金铸铁； 中碳钢与球墨铸铁最适合。 表面感应淬火的原理 原理：将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，贯穿放在感应圈中的金属工件，在工件中相应地产生了感应电动势，电磁感应产生同频率但是方向相反的感应电流即涡流。涡流在工件截面上的分布是不均匀的，心部几乎等于零，而表面电流密度极大，称为“集肤效应”，频率愈高，电流密度极大的表面层愈薄。依靠这种电流和工件本身的电阻，使工件表面迅速加热到淬火温度，而心部温度仍接近室温，然后立即喷水冷却，使工件表面淬硬，从而获得非常细小的针状马氏体组织。 缺点： ①设备较贵； ②易产生尖角效应——尖角棱边过热； ③形状复杂零件处理困难。 电子束表面加热淬火 金属材料的表面涂覆 1 电镀：电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀层金属做阳极，被氧化成阳离子进入电镀液；待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 以镀锌为例： 阴极主要反应 : Zn2++ 2e- → Zn (s) 阳极主要反应 : Zn → Zn2+ + 2e- 电镀液：主要分为氰化镀锌（氰化物属于剧毒物质）、锌酸盐镀锌、氯化物镀锌和硫酸盐镀锌 电刷镀 在两根焊丝状的金属材料之间产生电弧，因电弧产生的热使金属焊丝逐渐熔化，熔化部分被压缩空气气流喷向基体表面而形成涂层。特点：防腐寿命长；与金属基体的结合力高；生产效率高；涂层质量好；可修复性强；普遍适应性好。 它是把金属线以一定的速度送进喷枪里，使端部在高温火焰中熔化，随即用压缩空气把其雾化并吹走，沉积在预处理过的工件表面上 等离子涂技术是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法。 等离子体：对于气态物质，温度升至几千度时，由于物质分子的热运动加速，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就变成自由运动并相互作用的正离子与电子的混合物，成为等离子体。 金属蒸汽的离子化：金属加热到气态时，让其通过高压电场或者激光束被加热到远远高于蒸汽温度。 粉 末 冶 金材料 粉末冶金成型工艺简介 粉末冶金成型 §1 概 述 二． 特 点 1. 具有优异的组织结构和性能 2. 表现出显著的技术经济效益； 3. 能生产许多用其它方法所不能生产的材料和制品（如：许多难熔材料）； 4. 是制造各种机器零件重要而又经济的成型技 术；（能够获得具有最终尺寸和形状的零件，实现了少无切削加工） 二． 特 点 5.普通粉末冶金制品的强度比相应锻件或铸件要低（20~30）%；（制品内部有孔隙） 6.成型过程中粉末的流动性不如液态金属（对产品的结构形状有限制） 7.制品一般 10kg（因为成型压强高） 8.压模成本高。 9.只是用于成批或大量生产 三、工艺过程 1．原料粉末制备； 2．粉末物料在专用压模中加压成型，得到 一定形状和尺寸的压坯； 3．烧结 压坯在低于基体金属熔点的温度下加热，使制品获得最终的物理机械性