模具材料及材料成形工艺 第2版 教学课件 作者 艾小玲 第4章钢的热处理.ppt

* 工程材料与材料成型基础 13-* （3）渗氮工序位置 渗氮件加工路线：下料——锻造——退火——粗加工——调质——半精加工——去应力退火（高温回火）——粗磨——渗氮——精磨或研磨或抛光。 * 工程材料与材料成型基础 13-* 车床主轴的热处理工序 * 工程材料与材料成型基础 13-* 主轴加工路线：锻造——正火——机加工（粗）——调质——机加工（半精）——高频表面淬火+低温回火——磨削。 正火：消除锻件内应力，细化晶粒，改善切削加工性能； 调质：获得回火索氏体； 高频表面淬火+低温回火：使轴承位及锥孔表面得到高硬度、耐磨性、抗疲劳强度；低温回火：消除应力，保持高硬度和高耐磨性 * 工程材料与材料成型基础 13-* 感应加热淬火的特点 分类：高频（200~300 KHz），超音频（20~40 KHz） 中频（2.5~8 KHz），工频（50 Hz） 特点： ① 加热速度快，时间短 表层为极细的隐晶M → 硬度高 脆性低 σ-1↑ ② 变形小，不易氧化脱碳 ③ 易机械化、自动化 ④ 设备价贵，维修调整困难 适用于：需淬硬层薄的中、小零件 多用于：中碳钢、中碳合金钢 感应加热现场演示 工艺要求: 1.表面淬火前,必须对零件进行正火 或调质处理,以保证零件有良好的基体。 2.表面淬火后,必须对零件进行低温 回火处理,以降低淬火应力和脆性 淬火件的质量好; 工件变形小;不易氧化及脱碳;淬火层容易 控制;生产率高。设备投资大,不适 于复杂形状零件和小批量生产 生产特点: 2.火焰加热表面淬火 1)火焰加热表面淬火的基本方法 2)火焰加热表面淬火的特点: *设备简单, 操作方便, 成本低。 *淬火质量不稳定。 *适于单件、小批量及大型零件的生产。 现场演示 * 工程材料与材料成型基础 13-* 2.化学热处理 目的：强化表面→↑表面HRC，耐磨性，σ-1，心部塑韧 保护表面→↑表面抗蚀性，耐热性 基本过程：分解 — 吸收 — 扩散 常用方法：渗碳 渗氮 碳氮共渗 气体渗碳 固体渗碳 * 工程材料与材料成型基础 13-* 渗碳组织 缓冷：表层： 心部： 淬火+低温回火： 表层： 心部：淬透： 未淬透： 适用于：受冲击载荷的耐磨件，低碳（合金）钢 渗层深度 —— 表层到过渡区的一半 P + 网状 Fe3CⅡ （空冷：S） F + P 高碳回火M + Fe3C或碳化物 + 残A HRC60-64 低碳回火M +（F+T） HRC40-48，HRC30-40 F + P HRC25-40，HB100-150 1.钢的渗碳 ( Carburize of steel ) 1)定义: 向钢的表面渗入碳原子的过程。 2)目的: 获得具有表硬里韧性能的零件。 3)用钢: 低碳钢和低碳合金钢。 4)方法: 固体、气体、液体渗碳。 固体渗碳法示意图 零件 渗碳剂 试棒 盖 泥封 渗碳箱 气体渗碳法示意图 5)工艺: 加热温度为900～950℃; 渗碳时间一般为3～9小时; 6)渗碳后的组织: 1%C P+Fe3CⅡ 0.2%C F + P少 表面 中心 零 件 P P+F * 工程材料与材料成型基础 13-* * 工程材料与材料成型基础 13-* * 工程材料与材料成型基础 13-* 图4-24 渗碳后常用的热处理方法 a)直接淬火法 b)一次淬火法 c)二次淬火法 渗碳后的热处理工艺 直接淬火：操作简单、生产率高、成本低、脱碳倾向小；奥氏体晶粒大、淬火马氏体粗大，耐磨性差、变形较大。 一次淬火法：工件重新加热奥氏体晶粒细小、可提高钢的力学性能。 二次淬火法：第一次淬火是为了 改善工件的心部组织和消除其表面 的网状渗碳体；第二次淬火是为细 化工件的表层组织，获得细马氏体和 均匀的粒状二次渗碳体。 热处理后的组织 低碳M回+F M回+Cm+A残 低碳 合金钢 F+P M回+Fe3C+A残 低碳钢 心部组织 表层组织 钢种 常用的钢种: 15、20、20Cr、20Mn2、 20CrMnTi、18Cr2Ni4WA等。 2.钢的渗氮 ( Nitridation of steel ) 1)定义:向钢的表面渗入氮原子的过程。 2)目的:获得具有表硬里韧及抗蚀性能