不同表面淬火及应用特点.ppt

Die Hardening Die Hardening Die Hardening Die Hardening Die Hardening Die Hardening 类似于激光表面淬火技术。工件对电子束的吸收能力大于激光束，所以淬硬层深度高于激光淬火。电子束淬火必须在真空环境下进行，设备投入大，还要防止x射线辐射，所以应用范围受到限制。 四、电子束表面淬火 （略） Final result. 第三节 火焰表面加热淬火技术 (flame surface hardening) 用火焰将工件表面快速加热到Ac3或Acm以上，然后用水快速冷却，以在表层获得马氏体组织。 分焰心1、内焰2和外焰3三个区。 内焰温度最高。 有较大的温度梯度。 （根据氧与乙炔的比例不同，氧－乙炔焰还可分为氧化焰、还原焰、中性焰三种） 1 火焰加热的特点 要有较高的发热值，来源容易，价格低廉，贮存和使用安全可靠，污染小。 2 火焰加热淬火用燃料 （1） 旋转法：火焰喷嘴或工件旋转。 适合中小型工件。 3 火焰加热淬火方法（1） 为了使工件表面加热均匀,可采取如下方法： （2） 推进法：工件和火焰喷嘴做相对移动。 适合导轨、大齿轮等工件； 火焰加热淬火方法（2） （3） 联合法(旋转推进法)： 使火焰喷嘴及冷却装置沿着转动的工件作相对移动。 适合长轴类工件。 火焰加热淬火方法（3） 单位时间消耗的燃气越多，加热速度越快。 火焰停留的时间越长，表面温度越高。 火焰停留时间越长淬硬层越厚。 淬硬层深度还和钢的淬透性、工件比表面积大小有关。 4 影响火焰表面淬火硬化层的工艺因素 硬化层较厚，硬度梯度较平缓，耐磨性好； 5 火焰加热表面淬火的优缺点（1） 投资少，简单易行，处理费用低； 大小零件均可处理，能实现自动化操作； 温度均匀性差，难以控温，质量波动大。 因有软带的问题，只能进行局部淬火。 5 火焰加热表面淬火的优缺点（2） 表面淬火中的软带问题 特大轴承表面淬火的软带问题 利用高能束（激光束、电子束、等离子束）在被处理工件表面的能量转换加热工件，使其快速加热到Ac3或Acm相变温度以上，然后利用自身快速冷却，在材料表面获得硬化层。 第四节 高能束表面淬火技术 激光淬火过程： 将104～105W/cm2高功率密度的激光束作用在工件表面，以105～106℃/s的加热速度将工件表面迅速升温至相变点以上，然后依靠冷态基体以105℃/s的速度自冷淬火。 一、 激光表面淬火 2 激光淬火设备 工业上常用的激光发生器有横流CO2和YG两种。 （1）与基体力学性能有关的热处理：被处理金属的原始组织对激光淬硬层的硬度和深度都有影响。 3 材料表面预处理 （2） 提高零件表面激光吸收率的黑化处理：~80％的激光被平整金属表面反射，黑化处理可以增加激光吸收率。 黑化处理的方法有：涂碳素墨汁、磷化处理、氧化处理或激光专用黑色涂料。 相变硬化层的深度H与工艺参数的关系为： 4 激光淬火的工艺参数 激光淬火适用范围：硬化层深度≤0.75mm，宽度＜1.2mm，表面硬化效率80~85mm2/min，一般激光表面淬火功率为1~6kw/cm2。 激光淬火主要工艺参数有激光功率P、光斑直径D和扫描速度v。 （1） 激光淬火组织 相变硬化区：极细的马氏体； 过渡区：为复杂的多相组织； 基体：原始的基体组织。 5 激光淬硬层的组织和性能 图4－7 45钢表面激光淬火 区横截面金相组织 图4－8 45钢激光淬火区显微 硬度与淬硬层深度的关系 （2） 激光淬硬层的硬度（1） 激光淬硬层的硬度（2） 因极快速的加热和冷却，致使激光淬硬层的硬度比常规淬火高15％～20％。淬硬层的硬度与和钢的淬硬性有关。 （3） 激光淬硬层的耐磨性 淬硬层组织细化，硬度比常规淬火高15％～20％，耐磨性提高1～10倍。 能精确控制硬化层深度，工件变形小，表面无氧化脱碳。 只要激光能照射到的部位都可实现表面硬化处理。 加热速度快、自动化程度、生产效率高。 需对工件表面进行预处理，以增加工件吸收激光的能力。 设备较贵。 6 激光淬火的特点 四、 激光表面淬火技术在汽车制造行业中的应用 缸套的网纹淬火 激光表面淬火实例 激光束将基材表面快速加热到熔化温度以上，由基材内部传热冷却而使熔化层表面快速冷凝结晶的表面处理工艺技术。