模具材料与热处理教学课件ppt作者吴光明第五章讲述.ppt

二、火焰淬火 火焰淬火是通过喷嘴将火焰(通常用氧乙炔焰)喷射到工件表面，将工件迅速加热到淬火温度，然后在规定的冷却介质中冷却到室温的热处理工艺。 虽然该工艺比高频感应淬火落后，但与感应淬火相比，火焰淬火的设备简单、操作方便，特别适合大型模具零件和小批量、多品种模具零件的热处理。如汽车车身覆盖件大型拉深模、大型塑料模、大型冲模等模具零件的刃口，利用火焰淬火有其独特的优点且能降低生产成本。 二、火焰淬火 火焰淬火是通过喷嘴将火焰(通常用氧乙炔焰)喷射到工件表面，将工件迅速加热到淬火温度，然后在规定的冷却介质中冷却到室温的热处理工艺。 虽然该工艺比高频感应淬火落后，但与感应淬火相比，火焰淬火的设备简单、操作方便，特别适合大型模具零件和小批量、多品种模具零件的热处理。如汽车车身覆盖件大型拉深模、大型塑料模、大型冲模等模具零件的刃口，利用火焰淬火有其独特的优点且能降低生产成本。 三、激光表面强化 激光表面强化是利用高功率、高密度激光束(一般用104～106W／cm2)对金属进行表面处理的方法。 激光热处理为高速加热、高速冷却，获得的组织细密、硬度高、耐磨性好，有助于提高疲劳性能。 三、激光表面强化 图5-11　激光热处理实验装置示意图 激光热处理一般采用功率为千瓦级的连续工作CO2激光，通常的激光热处理实验装置如图5-11所示。 三、激光表面强化 表5-9　45钢和42CrMo钢激光淬火的效果 如果在模具表面涂敷硬质合金粉末，即可实现表面合金化。激光加热的优点是工件无须置于真空。表5-9所列为45钢和42CrMo钢激光淬火的效果。 四、电子束表面处理 电子束是一束集中的高速电子，与波一样，并具备波所有的特性。当电子束照射到金属表面时，与金属表层电子发生碰撞，从而使被处理的金属表层温度迅速升高。 电子束表面处理原理如图5-12所示。 1.电子束淬火 该方法是利用高能量密度的电子束轰击金属工件表面，在很短时间内使金属表面加热到相变温度，然后依靠工件自身冷却而实现淬火。由于加热时间短，冷却速度快，因此可获得超细晶粒组织，使得金属表层的强韧性和耐磨性显著提高。 四、电子束表面处理 图5-12　电子束表面处理原理示意图1—工作台　2—加工室　3—电磁透镜4—栅板　5—钨丝　6—电源　7—电子束8—偏转线圈　9—工件 2.电子束表面合金化处理将合金粉末加热熔化，涂覆到金属表面的处理方法，称为电子束表面合金化处理。 3.电子束表面重熔处理利用电子束将工件表面局部加热熔化，并快速凝固而获得细小的晶粒组织或非晶态组织的处理过程称为电子束表面重熔。 五、离子注入表面处理 离子注入是将某种元素的原子电离成离子，并使其在几十至几百千伏的电压下进行加速，获得较高速度后射入放在真空靶室中的材料表层。材料经离子注入后，其表面的物理性能、化学性能及力学性能会发生显著变化。 离子注入装置如图5-13所示，其工作原理为：将需要注入元素的原子，在加速器的离子中电离成离子，离子在几万伏高压下被引出进入磁分析仪进行筛选，获得所需要的高纯度 图5-13　离子注入装置1—离子源　2—磁分析器　3—高压电极　4—加速管　5—聚焦电极　6—X扫描电极7—Y扫描电极　8—中性束　9—试样室　10—控制盘　11—离子注入储气筒　12—初期加速用升压电源 六、喷丸表面强化 喷丸处理是一种表面强化技术。喷丸强化是利用大量钢丸(直径一般为0.3～1.7mm)高速打击已成形并热处理后的模具表面，使表面产生冷硬层和残余压应力，可以显著提高模具的疲劳强度，同时可减少模具表面缺陷(如污物及脱碳)，从而提高模具的使用寿命。 对一些模具(3Cr2W8V钢制热作模具)进行喷丸处理后的使用情况表明，喷丸强化有如下的特点：1)由于喷丸在金属表面产生残余压应力和晶格畸变，致使喷丸强化能明显地减缓疲劳裂纹的萌生或抑制其扩展速度。2)经过喷丸，金属表面的塑料变形和残余应力状态变化及重新分布，提高了模具表面硬度和抗冲击磨损能力，提高了模具的疲劳强度。3)模具喷丸后，由于圆形弹丸的高速反复锤击，削平了刀痕，提高了磨削加工和电加工的表面粗糙度0.5～1级。 七、电解液表面加热淬火 图5-14　电解液表面加热淬火原理示意图 电解液的加热是以直流电为电源在电解液中进行的，适用于表面加热淬火的电解液很多，一般采用Na3CO3(质量分数为8％～10％)水溶液。电解液表面加热淬火原理如图5-14所示。 七、电解液表面加热淬火 表5-10　45钢齿轮的电解液表面加热淬火工艺规范 八、高频感应淬火 高频感应淬火法是将模