热处理基础知识.ppt

离子注入的特点是： 可注入任何元素，不受固溶度和热平衡的限制； 注入温度可控，不氧化、不变形； 注入层厚度可控，注入元素分布均匀； 注入层与基体结合牢固，无明显界面； 可同时注入多种元素，也可获得两层或两层以上性能不同的复合层。 离子注入机 通过离子注入可提高材料的耐磨性、耐蚀性、抗疲劳性、抗氧化性及电、光等特性。 目前离子注入在微电子技术、生物工程、宇航及医 疗等高技术领域获得了比较广泛的应用，尤其在工具和模具制造工业的应用效果突出。 离子注入处理的铣刀片 第七章 热处理零件的结构工艺性及缺陷的预防 一、热处理工艺对零件结构设计的要求 二、热处理零件的常见缺陷以及预防 一、热处理工艺对零件结构设计的要求 1、在零件热处理加热和冷却时要便于装卡、吊挂 热处理加热和冷却时，装卡、吊挂是否合适，不仅影响热处理变形、开裂，而且还影响热处理后的性能。 为了热处理的装卡、吊挂的需要，在不影响工件使用性能条件下，在工件上应开一些工艺孔。 零件结构的设计，直接影响热处理工艺的实现。如果零件结构设计不合理，有可能使有些要求淬硬的工作表面不能淬火；有些零件的热处理变形、开裂很难避免。从热处理工艺性考虑，在进行零件结构设计时，应注意下列几点。 2、有利于热处理时均匀加热和冷却 热处理时若能均匀加热和冷却，在工件内部得到均勺的组织和性能，则可避免变形和开裂的发生。 为此，零件形状应该尽可能简单，截面厚薄均匀，尽可能把盲孔变为通孔，特别是作为工作表面的内孔，要求有一定硬度的，必须是通孔。 有利于均匀加热和冷却的典型结构 3、避免尖角、棱角 零件的尖角和棱角部分是淬火应力集中的地方，往往成为淬火裂纹的起点；在高频加热表面淬火时，这些地方极易过热；在渗碳、渗氮时，棱角部分容易浓度过高，产生脆性。因此，在零件结构设计时应避免尖角、棱角。 避免尖角、棱角的零件结构 4、采用封闭、对称结构 零件形状为开口的或不对称结构时，淬火时淬火应力分布不均，易引起变形。为了减少变形，应尽可能采用封闭对称结构。 5、对形状复杂或截面尺寸变化较大的零件，尽可能采用组合结构或镶拼结构。 二、热处理零件的常见缺陷以及预防 如果出现热处理缺陷，热处理就无法达到预期的目的，成为不合格品或废品，造成经济损失；如果热处理缺陷不能及时发现，带有缺陷的零件或产品投入使用，可能引起重大事故，工程上这类事件时有发生。 由于热处理是通过改变材料内部微观组织结构，达到零件宏观性能要求的持种工艺，所以热处理缺陷除一部分是宏观的，大部分是微观的，必须使用仪器检查，给热处理缺陷检查和发现带来困难。另一方面，热处理属于批量连续生产，一旦发生热处理缺陷，一般情况涉及范围都比较大，因此，热处理缺陷是危害性大的缺陷，应大力防止产生这类缺陷。 热处理缺陷一般按缺陷性质分类，主要包括以下几类： 1、残余内应力(residual stress) 工件在加热和冷却过程中，由于热胀冷缩和相变时新旧相比体积差异而发生体积变化，工件表层和心部存在温度差和相变非同时发生以及相变量的不同，致使表层和心部的体积变化不能同步进行，因而产生内应力。 按照内应力的成因可将其分为热应力和组织应力。 热应力是工件在加热或冷却时，由于不同部位存在着温度差别而导致热胀和(或)冷缩不一致所引起的应力。 组织应力是热处理过程中，由于各部位相转变的不同时性所引起的应力，又称为相变应力。 解决方法：热处理或机械作用法 气体渗碳法示意图 3、渗碳方法 ⑴气体渗碳法 将工件放入密封炉内，在高温渗碳气氛中渗碳。 渗剂为气体(煤气、液化气等)或有机液体(煤油、甲醇等)。 优点: 质量好, 效率高； 缺点: 渗层成分与深度不易控制。 ⑵固体渗碳法 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。 渗剂为木炭。 优点：操作简单； 缺点：渗速慢，劳动条件差。 ⑶真空渗碳法 将工件放入真空渗碳炉中，抽真空后通入渗碳气体加热渗碳。 优点: 表面质量好, 渗碳速度快。 真空渗碳炉 4、渗碳温度：为900～950℃。 渗碳层厚度(由表面到过度层一半处的厚度)： 一般为0.5～2mm。 低碳钢渗碳缓冷后的组织 渗碳层表面含碳量：以0.85～1.05为最好。 渗碳缓冷后组织：表层为P+网状Fe3CⅡ；心部为F+P； 中间为过渡区。 5、渗碳后的热处理 淬火+低温回火, 回火温度为160～180℃。淬火方法有： ⑴预冷淬火法 渗碳后预冷到略高于Ar1温度直接淬火。 渗碳后的热处理示意图 ⑵一次淬火法：即渗碳缓冷后重新加热淬火。 ⑶二次淬火法： 即渗碳缓冷后第一次加热为心部Ac3+30～50℃，细化心部；第二次加热为Ac1+30～5