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材料的表面强化技术ppt课件

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为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
二、表面淬火 surface quenching
1、感应加热表面淬火
1)基本原理,见图4-36 铜制感应器—电流,工件表层 同步感应电流—涡流,具有集 肤效应,表层迅速加热到淬火 温度,喷水淬硬。
2、渗碳(carburizing)
钢在渗碳介质中,加热、保温,碳原 子渗入工件表层,淬火后,提高表层 硬度、耐磨性。 1)渗碳方法 包括固体渗碳、气体渗碳、真空渗碳、 液体渗碳等。
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2)渗碳用钢、渗碳层的组织及热处理 ①渗碳用钢 低碳、低合金钢(WC=0.1%~0.25%) 渗碳后表层WC=0.8~1.1%
②组织: 工件渗碳后的组织由表面到心部依次为过 共析(P+Fe3CⅡ)、共析(P)、亚共析 (P+F)和原始组织(F+P)。
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包括机械的、物理的、化学的等一 系列表面强化处理方法。
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表面强化技术的分类 Types of surface reinforcing technology
表面冶金强化(堆焊、热喷涂等); 表面形变强化(喷丸、滚压、挤压等); 表面热处理强化(表面淬火、化学热处理等); 表面薄膜强化(电镀、气相沉积等); 表面非金属化处理(喷塑、粘涂等); 高能束表面强化(电子、离子束等)。

第六章 模具表面强化技术

第六章 模具表面强化技术

6.1表面热处理技术 表面热处理技术
6.1.1渗碳 渗碳 6.1.1.1渗碳的基本原理 渗碳的基本原理 为了增加钢件表层的含碳量和一定碳浓度梯度, 为了增加钢件表层的含碳量和一定碳浓度梯度,将钢件 在渗碳介质中加热并保温使碳原子深入表层的化学热处理工 艺称为渗碳。 艺称为渗碳。 渗碳是将钢件加热到奥氏体状态,进行渗碳及扩散, 渗碳是将钢件加热到奥氏体状态,进行渗碳及扩散,其 后经淬火+低温回火得到具有高硬度和高耐磨性的表面渗碳层 后经淬火 低温回火得到具有高硬度和高耐磨性的表面渗碳层 和高的强韧性的心部组织。 和高的强韧性的心部组织。 生产上所采用的渗碳温度一般在900~950℃间进行,渗 生产上所采用的渗碳温度一般在 ~ ℃间进行, 碳深度一般在0.5~ 范围内。 碳深度一般在 ~2.5mm范围内。 范围内 渗碳层中碳质量分数为0.85~1.10%时最好,渗碳层硬 时最好, 渗碳层中碳质量分数为 ~ 时最好 度不低于56HRC。 度不低于 。 渗碳剂有固体、液体和气体三种。 渗碳剂有固体、液体和气体三种。 近年来,新发展了真空渗碳、 近年来,新发展了真空渗碳、离子渗碳和碳氮共渗等工 可以达到常规渗碳难以达到的质量效果,而且周期短、 艺,可以达到常规渗碳难以达到的质量效果,而且周期短、 能耗低、无污染。 能耗低、无污染。 化学工业出版社
化学工业出版社
6.1表面热处理技术 表面热处理技术
6.1.5多元共渗 多元共渗 6.1.5.1碳氮共渗 碳氮共渗 6.Байду номын сангаас.5.2氮碳共渗 氮碳共渗 6.1.5.3硼砂盐浴铬钒共渗 硼砂盐浴铬钒共渗 6.1.5.4铬铝共渗 铬铝共渗
化学工业出版社
6.2涂镀技术 涂镀技术
6.2.1电镀 电镀 利用电解的方法从一定的电解质溶液中, 利用电解的方法从一定的电解质溶液中,在经过处理的 基体金属表面沉积各种所需性能或尺寸的连续、 基体金属表面沉积各种所需性能或尺寸的连续、均匀而附着 沉积的一种电化学过程的总称。 沉积的一种电化学过程的总称。 电镀可以镀各种金属镀层。 电镀可以镀各种金属镀层。 在进行电镀时,将被镀 在进行电镀时, 的工件与直流电源的负极相 要镀覆的金属(镀铬除外) 连,要镀覆的金属(镀铬除外) 与直流电源的正极相连, 与直流电源的正极相连,并放 在渡槽中。 在渡槽中。当电源与渡槽接通 时,在阴极上析出欲镀的金属 层。

模具表面强化技术第一章综述

模具表面强化技术第一章综述
模具表面强化技术第一 章综述
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2020/11/20
模具表面强化技术第一章综述
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主要内容
1 模具及模具材料分类 2 模具材料性能 3 模具零件失效形式 4 模具材料热处理 5 模具材料表面强化技术
模具表面强化技术第一章综述
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决定形式
受力、受热
塑性变形、磨损、疲劳、冷热疲劳、断裂开裂
模具表面强化技术第一章综述
1.1 模具—— 工业之母
模具的地位:现代工业产品的发展和生产效益的提高,很大程度 上取决于模具的发展和技术水平。 作用:以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型 优点:生产效率高、质量稳定、一致性好、省料、生产成本低 应用:汽车、冶金、电子、轻工、机械制造等
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模具表面强化技术第一章综述
1.2.2 工艺性能
模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序 。为保证模具的制造质量,降低生产成本,其材料应具有良好的工 艺性能。
1. 机械加工性能 主要指切削加工性和磨削加工性,其中切削加工性最重要。
一般来说,材料的硬度越高,加工硬化能力越强,切屑不易断排, 刀具越易磨损,其切削加工性能就越差。但若硬度太低,切削会变 得连续不断,使得表面粗糙。
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模具表面强化技术第一章综述
1.2.1 使用性能
4. 冲击韧性 以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用 下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性,反应了模具的脆断韧性,常用冲击 韧度来评定。
5. 疲劳 前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能 指标。实际上,许多机器零件都是在交变载荷下工作的,在这种条件 下零件会产生疲劳。疲劳性能反映了材料在 交变载荷作用下抵抗疲劳 破坏的性能指标。

表面强化技术 PPT

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第13讲 表面强化技术

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表面强化技术的定义及分类 金属表面形变强化 表面淬火 热扩渗技术 等离子体扩渗技术 激光表面强化技术 电子束表面强化技术
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电镀和化学镀 气相沉积技术 热喷涂、堆焊和热喷焊 离子注入和电火花表面强化
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表2-1 喷丸对模具寿命的影响
模具名称 电动机定、转 子模 定子单模冲模 一字槽光冲模 活扳手热精压 模 模具材料 喷丸介质d/mm 铸钢丸0.5 玻璃丸0.25~0.35 玻璃丸0.25~0.35 铸钢丸0.5 玻璃丸0.25~0.35 一次刃磨使用寿命/万次 喷丸前 1.2~3.2 52 0.96~1.35 0.175 0.388 喷完后 11.49 70 2.0~2.3 0.263 0.517
1.2 表面强化技术定义
定义:采用某种工艺手段使零件表面获得与基体材料 的组织结构,性能不同的一种技术。 优点:延长零件的使用寿命,节约稀有、昂贵材料, 促进高新技术发展。
2018/5/22
1 表面强化技术的定义及分类
1.3 表面强化技术分类
金属表面形变强化 电子束表面强化技术
表面淬火
电镀和化学镀
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2 金属表面形变强化
2.2.2 喷丸材料
1 钢丝线切割丸 2
铸钢丸
铸钢丸
常用钢丝直径d=0.4~1.2mm,硬度为45~50 HRC 为最佳,组织最好好回火M或者B。
弹丸尺寸为0.2~1.5mm,退火处理,硬度为 30~57 HRC,易碎,耗量大,但价格便宜 一般来说,黑色金属制件可用铸铁丸、钢铸丸、 铸钢丸的品质与含碳量有关,一般含碳量在 钢丝线切割丸、玻璃丸和陶瓷丸。有色金属如 0.85%~1.2% ,锰含量在0.65%~1.2% 铝合金、镁合金、钛合金和不锈钢则采用不锈 含质量分数为60%的SiO2,硬度46~50HRC, 钢丸、玻璃丸和陶瓷丸。 脆性大,适用于零件硬度低于弹丸的硬度的场 合。 弹丸硬度高,但脆性大,喷丸后可或得较高的 残余压应力。 包括SiO2颗粒和Al2O3颗粒。喷丸时用水混合 SiO2颗粒,利用压缩空气

模具表面强化

模具表面强化

模具表面强化模具表面强化处理技术模具是作为制造业的重要工艺装备,它的使用性能,特别是使用寿命反映了一个国家的工业水平,并直接影响到产品的更新换代和在国际市场上的竞争能力。

因此,各国都非常重视模具工业的发展和模具寿命的提高工作。

目前,我国模具的寿命还不髙,模具消耗量很大,因此,提髙我国的模具寿命是一个十分迫切的任务。

模具热处理对使用寿命影响很大。

我们经常接触到的模具损坏多半是热处理不当而引起。

据统计,模具由于热处理不当,而造成模具失效的占总失效率的50%以上,所以国外模具的热处理,愈来愈多地使用真空炉、半頁•空炉和无氧化保护气氛炉。

模具热处理工艺包括基体强韧化和表而强化处理。

基体强韧化在于提高基体的强度和韧性,减少断裂和变形,故它的常规热处理必须严格按工艺进行。

表面强化的主要目的是提髙模具表而的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。

表面强化处理方法很多,主要有渗碳、渗氮、渗硫、渗硼、氮碳共渗、渗金属等。

采用不同的表而强化处理工艺,可使模具使用寿命提高几倍甚至于几十倍,近几年又出现了一些新的表而强化工艺,本文着重四个方面介绍,供同行参考。

一、低温化学热处理1. 离子渗氮为了提高模具的抗蚀性、耐磨性、抗热疲劳和防粘附性能,可采用离子渗氮。

离子渗氮的突岀优点是显箸地缩短了渗氮时间,可通过不同气体组份调节控制渗层组织,降低了渗氮层的表而脆性,变形小,渗层硬度分布曲线较平稳,不易产生剥落和热疲劳。

可渗的基体材料比气体渗氮广,无毒,不会爆炸,生产安全,但对形状复杂模具,难以获得均匀的加热和均匀的渗层,且渗层较注,过渡层较陡,温度测立及温度均匀性仍有待于解决。

离子渗氮温度以450-520°C为宜,经处理6〜9h后,渗氮层深约0.2〜0.3mm。

温度过低,渗层太薄:温度过髙,则表层易出现疏松层,降低抗粘模能力。

离子渗氮英渗层厚度以0.2〜0.3mm为宜。

磨损后的离子渗氮模具,经修复和再次藹子渗氮后,可重新投入使用,从而可大大地提髙模具的总使用寿命。

模具材料及强化技术-第7章 模具表面强化技术-2019

模具材料及强化技术-第7章  模具表面强化技术-2019
② 缺点:Ac3+30~50℃加热淬火,对于C含量处于过共析的渗层,会 使共析碳化物溶入奥氏体中,导致淬火后残余奥氏体数量↑,耐 磨性↓;略高于Ac1以上加热淬火,心部出现较多先共析铁素体
③ 。应用:适合固体渗碳后的碳钢和低合金钢,气体、液体渗碳的粗 晶粒钢,及渗碳后不宜直接淬火的零件或需机加工的零件 。
丙酮、甲苯、甲醇等)。
分类:滴注式气体渗碳(应用最广)、吸热式气氛渗碳等。 渗碳过程:排气、强烈渗碳、扩散、降温。
例:20Cr、20CrMnTi等钢制 模具零件的井式气体渗 碳工艺
井式气体渗碳工艺
7.1.1 渗碳
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4. 渗碳后的热处理
模具零件渗碳后,表层高碳,心部低碳。为了获得理想的性能, 渗碳后需进行热处理,即:淬火+回火。
② 。特点:工艺简单,渗氮温度 较低、渗层浅、零件变形小 、表面硬度高,但渗氮速度 慢,渗氮周期长。
③ 应用:适合要求高硬度、低 变形的浅层渗氮,渗层氮含 量分布变化明显。
38CrMoAlA钢一段式渗氮工艺
7.1.2 渗氮
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3. 气体渗氮 (2) 二段式渗氮
① 工艺特点:
第一阶段渗氮:除保温时间外,其它 工艺参数与等温渗氮相同,即渗氮温 度、氨分解率较低,使零件表层先形 成弥散度高的高硬度合金氮化物层。 38CrMoAlA钢二段式渗氮工艺 第二阶段渗氮:↑渗氮温度、氨分解率,加快氮原子的扩散,以↓ 渗氮周期。 退氮处理:渗氮结束前2h,↑渗氮温度和氨分解率进行退氮处理。 ② 特点:与等温渗氮相比,生产周期短,但零件变形略有增加,硬
第三阶段:低温渗氮,适当↑氨分解率,以↓模具表层的高氮脆
性,或采取与第一阶段相同的氨分解率,以补充因第二阶段氮原
子扩散快而使表面氮浓度过低,保证表面N含量以提高表面硬度

第十章-模具表面强化技术

第十章-模具表面强化技术
(4) 渗氮处理后,工件的变形很小,适合精密模具的表面强化。
*
表面化学热处理技术
二、渗氮(氮化)
(一)气体渗氮
表2 部分模具钢的气体渗氮工艺规范
牌号
处理 方法
渗氮工艺规范
渗氮层 深度/mm
表面硬度
阶段
渗氮温度/℃
时间/h
氨分解率/%
30CrMnSiA
一段

500±5
25~30
20~30
0.2~0.3
(一)气体渗氮
(1) 经过渗氮后钢表面形成一层极硬的合金氮化物,渗氮层的硬度一般可达到68~72HRC,不需要再经过淬火便具有很高的表面硬度和耐磨层,而且还可以保持到600~650℃而不明显下降。
(2) 渗氮后钢的疲劳极限可提高15%~35%。这是由于渗氮层的体积增大,使工件表面产生了残余压应力。
(3) 渗氮后的钢具有很高的抗腐蚀能力。
>58HRC
Cr12MoV
760~800HV
*
表面化学热处理技术
二、渗氮(氮化)
(二)离子渗氮
离子渗氮有如下特点:
(1) 渗氮速度快,生产周期短。
(2) 渗氮层质量高。
(3) 工件的变形小。
(4) 对材料的适应性强。
氮碳共渗
提高硬度、耐磨性、抗粘附性、抗蚀性、耐热疲劳性
冷挤模、拉深模、挤压模穿孔针
渗硼
具有极好的表面硬度、耐磨性、抗粘附性、抗氧化性、热硬性、良好的抗蚀性
挤压模、拉深模
碳氮硼三元共渗
提高硬度、强度、耐磨性、耐疲劳性、抗蚀性
挤压模、冲头针尖
盐浴覆层 (TD处理)
提高硬度、耐磨性、耐热疲劳性、抗蚀性、抗粘附性、抗氧化性

表面强化技术PPT资料(正式版)

表面强化技术PPT资料(正式版)
❖ 常用方法:风动旋片式和机械离心式喷丸。
二、表面热处理强化
和表面化学热处理强化
❖ 1、表面热处理:
❖ 定义:通过对零件表层加热,冷却,表层发生相变,从而改 变表层组织和性能而不改变成分的一种技术,它是最基本、应 用最广泛的表面强化技术之一。
❖ 原理:当零件表面层快速加热时,零件截面上的温度分布是 不均匀的,表层温度高而且由表及里逐渐降低。当表面的温度 超过相变点以上达到奥氏体状态时,随后的快冷使表面获得马 氏体组织,而零件的心部仍保留原组织状态,表面得到硬化层, 这样就达到强化零件表面的目的。
5)强化过程变形非常小,因此可安排为末道工序。
((❖12))超 与高激速光淬相优火比,点电使火用:花成放本提电低使高工件金表面属极小表面积面的金的属熔强化。度、硬度和耐磨性,提高表面疲劳 强度,提高表面的耐腐蚀性,使金属表面具有良好的抗粘着能 4.激光表面处理技术:
原理:当零件表面层快速加热时,零件截面上的温度分布是不均匀的,表层温度高而且由表及里逐渐降低。
❖ 常用方法:高频和中频感应加热表面淬火,火焰加热表面淬 火,接触电阻加热表面淬火,浴炉(高温盐浴炉)加热表面淬火 等。以上除接触电阻加热表面淬火外,其它均为常规的热处理 方法。
2.表面化学热处理强化
❖ 定义:利用合金元素扩散性能,使合金元素渗入到零件金属 表层的一种热处理方法。 工艺参数(决定强化效果):弹丸直径,弹丸硬度、弹丸速度、弹丸流量及喷射角度,通常采用喷丸强度和表面覆盖率来评定喷丸强化的
❖ 弹丸要求:近似球形、实心无尖角;具有一定的冲击韧性和 较高的硬度。弹丸直径一般为0.05~1.5mm,弹丸越细获得的零 件表面粗糙度越小,反之越高。
❖ 弹丸选择:黑色金属零件用钢丸,铸铁丸或玻璃丸,有色金 属零件应避免采用钢丸或铸铁丸,以免零件表面与附着的铁粉 产生电化学反应。
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