表面热处理全解.ppt

知识扩展----表面处理新技术 热喷涂的方法 ① 火焰喷涂 ② 电弧喷涂 ③ 等离子喷涂 热喷涂的特点及应用 ⑴工艺灵活：热喷涂的对象小到Φ10mm的内孔, 大到铁塔、桥梁,可整体喷涂，也可局部喷涂 ⑵基体及喷涂材料广泛：基体可以是金属和非金属，涂层材料可以是金属、合金及塑料、陶瓷等 ⑶涂层可控: 从几十?m到几mm ⑷生产效率高 ⑸工件变形小：基体材料温度不超过250℃(冷工艺) 二、气相沉积技术 气相沉积技术是指将含有沉积元素的气相物质，通过物理或化学的方法沉积在材料表面形成薄膜的一种新型镀膜技术。 根据沉积过程的原理不同，气相沉积技术可分为两大类: 物理气相沉积( PVD ) 化学气相沉积( CVD ) 1、物理气相沉积（PVD） 指在真空条件下，用物理的方法，使材料汽化成原子、分子或电离成离子，并通过气相过程，在材料表面沉积一层薄膜的技术。 主要方法: 真空蒸镀、溅射镀、离子镀 广泛用于机械、航空航天、电子、光学和轻工业等领域制备耐磨、耐蚀、耐热、导电、绝缘、光学、磁性、压电、滑润、超导等薄膜 三、三束表面改性技术 指将激光束、电子束和离子束 ( 合称“三束” ) 等具有高能量密度的能源(一般大于103W/cm2)施加到材料表面，使之发生物理、化学变化，以获得特殊表面性能的技术。 由于这些束流具有极高的能量密度，可对材料表面进行快速加热和快速冷却，使表层的结构和成分发生大幅度改变（如形成微晶、纳米晶、非晶、亚稳成分固溶体和化合物等），从而获得所需要的特殊性能。 束流技术还具有能量利用率高、工件变形小、生产效率高等特点。 * * * * 第八章 钢的表面热处理 主要内容： 钢的表面淬火--感应加热表面淬火 钢的化学热处理--渗碳、渗氮 知识要点： 1.表面热处理的目的、分类； 2.感应加热表面淬火和渗碳热处理工艺； 3.了解表面热处理的典型零件。 第一节 钢的表面淬火 应用：适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件，例如： 齿轮、凸轮、曲轴、轧辊等 —— 只需表面淬硬的工件 机床导轨等大型复杂工件 —— 只能表面淬硬的工件 表面淬火用钢：多用中碳碳钢、中碳合金钢 常用方法：感应加热、火焰加热、激光加热表面淬火…… 工艺特点：①工件表面化学成分不变，只改变表面组织和性能； ② 表面与心部的成分一致，但组织不同。 工艺： 表面有一定深度的淬硬层 工件表面 快速加热 A化 热量未达到心部时 迅速冷却 心部保持原组织 目的： ① 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限； ② 心部在保持一定的强度、硬度的条件下， 具有足够的塑性、韧性。 表硬里韧 一、感应加热表面淬火 工作原理： 淬硬层深度 （mm） 分类 高频感应加热 f =200～300kHZ δ=0.5～2.0mm 中频感应加热 f =2500～8000HZ δ=2～10mm 工频感应加热 f =50HZ δ=10～15mm 特点（与普通淬火比较） 加热速度快，温度高，生产效率高 A晶粒细小，获得隐晶马氏体，强度硬度 脆性 表面产生压应力，疲劳强度 氧化脱碳 表面质量 耐磨性 心部无相变，刚性 变形 精度 自动化程度高，但设备昂贵，耗电量大 应用：大批量生产 感应加热表面淬火齿轮的截面图 感应加热表面淬火的一般工艺路线： 锻造→退火或正火→粗加工→调质或正火→半精加工 降低淬火应力 稳定表面组织 T加=160~200℃ 强化表面，获得M T加=Ac3＋30~50℃ 细化晶粒，提高心部综合性能，为淬火做准备 T加＝Ac3＋(30~50℃) 消除锻造应力； 调整硬度，便于机加工 →感应加热表面淬火＋低温回火→精加工 二、火焰加热表面淬火 工作原理 淬硬层深度 δ=2～8mm 特点 简单、方便、成本低 不易控制质量 应用：单件、小批量生产 火焰加热表面淬火示意图 第二节 化学热处理 定义： 分类：按渗入元素种类分为 渗C、N、C－N、 B、S、Si、Cr、Al、 Cr－Al 、V、Ti、Nb、…… 目的：强化表面，