节能复合热处理技术及其应用分析
金属材料热处理节能新技术及应用
２ ２ 工具 零件 超硬 涂层 技术 ．
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环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺与应用
碳纤维缠绕复合材料成型工艺
碳纤维缠绕复合材料的制备过程主要包括纤维铺放、树脂浸润和热处理等环 节。下面分别介绍这些步骤及其对材料性能的影响。
1、纤维铺放：此步骤是碳纤维缠绕复合材料制备的关键环节之一。纤维的 排列方向、密度和厚度等因素都会影响最终产品的性能。铺放过程中需采用专门 的设备和工艺，确保纤维分布的准确性和稳定性。
引言：碳纤维增强环氧树脂复合材料是一种具有优异性能的材料，因其具有 高强度、高韧性、耐腐蚀、轻质等优点而被广泛应用于航空、航天、汽车、体育 器材等领域。随着科技的发展，对于这种复合材料的研究和应用也越来越广泛。 液体成型是一种常见的复合材料制造工艺，具有成本低、效率高等优点，因此， 研究碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型工艺及其性能具有重要意义。
在航天领域，碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于火箭箭体、卫星平台等关 键部位。其轻质、高强度、耐腐蚀等优点使得它在航天领域具有广泛的应用前景。
在汽车领域，碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于汽车车身、底盘等部位。 其高强度、耐腐蚀和轻质等优点可以提高汽车的性能和舒适性，同时也可以提高 汽车的安全性。
四、结论
环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺主要包括以下步骤： 1、纤维浸润：将碳纤维或其它纤维浸入环氧树脂中，使其充分浸润。
2、固化：在一定的温度和压力下，环氧树脂发生固化反应，形成固态复合 材料。
3、后处理：对固化后的复合材料进行切割、打磨、钻孔等后处理，以满足 不同应用场景的需求。
3、后处理：对固化后的复合材 料进行切割、打磨、钻孔等后处 理
三、碳纤维树脂基复合材料的应 用研究进展
碳纤维树脂基复合材料在航空、航天、汽车等领域得到了广泛应用。近年来， 随着技术的不断发展，其在这些领域的应用研究也取得了显著的进展。
热处理技术发展和前景发展趋势(最新整理)
在整个国民经济中凡涉及机械制造的任何领域中，热处理是一项广泛应用的一项重要的基础工艺之一。
它是金属材料在严格控制的加热和冷却条件下进行处理，通过改变材料内部的显微组织来达到人们所要求的使用性能或服役寿命。
热处理技术作为机械制造业中十分重要的基础工艺技术之一，在整个工业领域中，应用十分广泛。
在充分发挥材料潜能，节约能源，进行清洁生产和人类社会可持续发展上，热处理技术的拓展是绝不能忽视的。
世界上工业发达国家都投入很多资金来发展这门技术。
自1996年以来，美国、日本的欧洲的许多发达国家都先后制定21世纪热处理技术发展规划和目标。
美国热处理工业2020年远景把目前和将来国外热处理先进技术与装备水平的目标和主要标志阐述得十分明确。
对气体渗碳和用渗碳气氛加氨的气体碳氮共渗和氮碳共渗后排出的废气应经点燃后才可无害排放;离子渗硼中不可使用剧毒的B2H6(乙硼烷);对盐浴中不可使用受热要分解产生氰根的黄血盐和赤血盐;对含碳酸盐的盐浴不可使用尿素或缩二脲，因为它会反应生成氰酸盐，后分解为氰盐。
对含S和Li的氰酸盐—碳酸盐盐浴可使氰化物保持在0.1～0.8%的低水平，处理零件的渗氮后性能良好，且处理周期缩短，这工艺在美、欧和日本应用相当多，法国HEF公司的SURSULF工艺及处理后进入氧化盐浴属于这种技术，(我国的LT硫氮碳共渗法也是)。
在氰酸盐浴中添加有机聚合物melon也可将氰盐含量降到2%～3%，其余大部分是无毒的氰酸盐，法国HEF公司的德国Durferrit子公司(原属Degussa公司)的Tufftride / Melonite / Tenifer / QPQ处理盐浴属于此类技术，(我国成都工具研究所的QPQ复合盐浴处理也是)。
清洗水中的氰含量已经稀释可无害排放。
尽管如此，法、德和日本对这些工艺的无公害处理十分严格，并研究废盐的再生。
对高速钢刃具淬火仍采用的BaCl2盐浴和含BaCl2废水须经无害化处理达标后才允许排放，德国已采用专门技术和装置来解决。
高级工程师实用手册热处理技术与设备应用指南
高级工程师实用手册热处理技术与设备应用指南高级工程师实用手册：热处理技术与设备应用指南热处理技术是一项重要的工程实践，广泛应用于金属材料的改善性能和延长使用寿命的领域。
本手册旨在为高级工程师提供热处理技术与设备应用方面的指南，以提高工程师们在实践中的热处理技术水平和应用能力。
一. 热处理技术概述热处理技术是通过控制材料的加热和冷却过程，改变其组织和性能的方法。
这些过程包括淬火、回火、正火、退火、加工硬化等。
在这一部分，我们将详细介绍不同的热处理技术及其适用范围，以及对材料性能的影响。
1.1 淬火淬火是通过迅速冷却将钢材从高温加热状态快速冷却到室温，以使组织产生相变和形成马氏体结构。
我们将介绍不同的淬火方法、淬火剂的选择及其对材料性能的影响。
1.2 回火回火是将淬火处理后的材料加热到一定温度下保持一段时间，然后冷却。
通过回火，可以改善材料的硬度和韧性，降低其脆性。
本节将介绍回火的工艺条件和对材料性能的影响。
1.3 正火正火是将材料加热到适当温度后，保持一段时间，然后缓慢冷却。
正火可以改善材料的切削性能和热变形能力。
我们将介绍正火工艺和其应用范围。
1.4 退火退火是将材料加热到适当温度后，保温一段时间，然后缓慢冷却。
退火可以改善材料的塑性和可加工性。
我们将介绍不同类型的退火工艺及其对材料性能的影响。
1.5 加工硬化加工硬化是指通过冷变形使材料的硬度和强度增加的过程。
我们将介绍加工硬化的机制、工艺条件以及其与热处理技术的关系。
二. 热处理设备应用指南热处理设备是进行热处理工艺的核心设备，合理选择和正确使用热处理设备对于工程师来说至关重要。
在这一部分，我们将介绍一些常见的热处理设备及其应用指南。
2.1 炉窑类设备炉窑类设备是进行加热和保温的常用装置。
我们将介绍不同类型的炉窑设备及其应用范围，包括箱式炉、井式炉、罩式炉等，以及如何正确选择和使用这些设备。
2.2 淬火设备淬火设备是进行快速冷却的关键装置。
我们将介绍常用的淬火设备，如水淬、油淬和盐浴淬火等方法，以及其优缺点和适用范围。
《复合材料制备技术》材料
《复合材料制备技术》材料复合材料是由两种或两种以上的成分组合而成的材料，可以具有优良的力学性能、热性能、电性能、化学性能等特性。
复合材料制备技术是指将不同的材料组合在一起，并通过一系列工艺流程形成所需的材料结构的技术。
复合材料的制备技术包括以下几个方面：1.基础材料选择：选择合适的基础材料是制备复合材料的关键。
常见的基础材料包括纤维材料（如碳纤维、玻璃纤维等）、基体材料（如树脂、金属等）和填料（如颗粒、纳米材料等）。
基础材料的选择应根据实际应用需求和成本考虑。
2.界面控制技术：界面是不同材料相互接触的部分，对于复合材料的性能起到至关重要的作用。
界面控制技术包括表面处理、增容剂使用等方法，可以改善复合材料的界面结合力、界面稳定性和耐久性。
3.成型技术：成型是指将基础材料组合成复合材料的过程。
常见的成型技术包括激光烧结、注塑、层压、热压和挤压等。
不同的成型技术适用于制备不同形状、尺寸和厚度的复合材料。
4.热处理技术：热处理是指通过控制复合材料的温度，改变其内部结构和性能的技术。
热处理技术包括烧结、退火、淬火等，可以改善复合材料的密实性、晶化度和力学性能。
5.表面修饰技术：表面修饰是在复合材料的表面涂覆一层特定的材料，以改善其表面性能和功能。
常见的表面修饰技术包括涂覆、溅射、镀膜等，可以改善复合材料的耐磨性、耐腐蚀性和导电性等。
6.检测和评估技术：复合材料在制备过程中需要进行质量检测和性能评估。
常见的检测和评估技术包括扫描电镜、红外光谱、拉伸试验、热重分析等，可以评估复合材料的成分、结构和性能。
复合材料制备技术的发展对于提高材料性能、降低材料成本、拓宽材料应用领域具有重要意义。
随着科学技术的不断进步，复合材料制备技术也在不断发展。
未来，随着纳米技术、生物技术、3D打印等新技术的应用，复合材料的制备技术将会更加精密、高效和可持续。
材料科学与工程中的新进展——热处理技术的应用
材料科学与工程中的新进展——热处理技术的应用随着科技的发展和人类文明的进步，材料科学与工程在当今社会中扮演着越来越重要的角色。
热处理技术作为其中的一个重要分支，在近几年也发生了很多新的进展。
本文将从几个不同的角度，对热处理技术的应用进行简要介绍。
一、热处理技术的基础热处理技术是材料加工中最重要的一部分，其主要目的是通过加热、冷却和其他工艺处理方法，改善材料的物理、化学性质和机械性能，达到特定的应用要求。
在这个过程中，材料会经历一系列的物理和化学变化，例如相变、形变、晶界和位错等。
热处理技术的基础可以追溯到古代冶金学中，很早以前人们就开始使用高温处理方法来制造金属制品。
但是直到19世纪，科学家们才开始深入研究热处理技术的基础理论，并开发出了一系列新的方法和工艺，例如退火、正火、淬火和回火等。
二、热处理技术的应用1. 金属材料在金属材料加工中，热处理技术广泛应用于不同的领域。
例如，汽车、飞机和航天器等行业中多采用热处理工艺来加工金属零件。
在这些应用中，金属零件需要具有高强度、高耐磨损、高韧性和耐腐蚀等特点，而热处理技术可以帮助金属零件实现这些目标。
2. 聚合物材料除了金属材料以外，热处理技术也可以应用于聚合物材料的加工中。
例如，聚乙烯、聚丙烯和聚酰亚胺等材料，在加工前需要通过热处理技术来消除残余应力，提高强度和韧性。
此外，通过控制热处理参数，还可以调节材料的密度和硬度等物理性质。
3. 其他应用除了金属和聚合物材料以外，热处理技术在其他领域中也有广泛的应用。
例如，在生物材料领域中，热处理技术可以帮助制造人工关节和植入物等医疗器械。
在电子器件制造领域中，热处理技术可以用于制造集成电路和半导体器件。
三、新的进展随着科技的不断进步，热处理技术也在不断发展和改进。
此外，新的应用也不断涌现，同时还有一些新的技术和工艺出现。
1. 二元合金近年来，研究人员发现通过调整合金中金属元素的比例，可以实现二元合金中的相转变，从而改善材料的性能。
关于金属材料的运用和热处理技术分析
金属材 料理化 性能 以及综合 力学 性能 优异 ，因而在工业领域得到广泛应用。而对 于金属材料而言 ， 热处理技术有利于其产 品 内在质量的提升、降低 消耗 、节约用材、延 长金属产品寿命 ，同时也有利 于其性 能潜力 的充分发挥 ，具有很高的经济 效益和实用价 值。 现 阶段 ， 国内在热处理工艺的基础理论、 新技术、新设备 以及新工艺方面 的研究获得 丰硕成果。
乙炔低压渗碳技术等 。 （ 二 ）热处理新设备 热 处理新 设备在 热处理技 术不断发 展 的推动下也随之更新 。 其 中真空加热高压气 淬 设备 的出现标志 着热处理技 术发展 的一 大进步；而低压渗碳双室高压气淬炉的出现 则显著强化了冷速效果 ，同时能够使气淬均 匀冷却 ， 有效 降低 了工件畸变率 ； 低压离子 渗碳炉独具柔性淬火系统，由此能够实施低 压离子气冷、渗碳 以及油淬等处理工艺，还 能 开展 高温／ 低温等离子渗氮、等离子碳氮 共渗 、马氏体不锈钢／ 工具钢的高浓度渗碳 处 理工艺 以及 ５ ０ ０ １ ３ ０ ０ ℃真空环境下的各 类热处理工艺：在应用低压渗碳高压气淬工 艺制备 的链接式生产线 中， 小车中较为笨重 的电缆与软管可不再移动 ， 设备可靠性也得 以提升 ，整体 结构得到简化，从而提高 了工 作效率 。除此之外 ，热处理新设备还包括马 氏体分级淬火 以及贝氏体等温生产线 ， 环形 渗碳淬火 、 推杆连续式渗碳淬火生产线 以及 涌泉式淬火槽等 。 （ － ）热处理新材料 以及新传感技术 现阶段 ， 生态淬火剂是主要的热处理材 料 ，它是一种 天然淬火油，所用添加剂基本 为植物油 ， 较 为常用 的淬火剂包括盐水、冷 热矿物油 、水、熔盐 以及聚合物溶液，此外 还包括 Ａ Ｐ Ｍ Ｔ ／ Ａ Ｐ Ｍ合金和 Ｎ ｉ ｌ金属间化合 物。 新传 感技术则包括 ｏ ｘ ｙ ｍ ｅ ｓ ｓ氧探头 、 Ｔ ｉ ０ ２ 氧 探头 （ 测控碳氮共渗 、渗氮过程 ） 、 Ｋ ｉ Ｎ ｉ ｔ 传感器 （ 跟 踪渗氮过程） 、 真空渗碳碳 式传感器 、 Ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ Ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｈ 传感器 （ 用于淬火 槽 工作状态测控 ） 以及 Ｈ ｅ ａ ｔ Ｆ ｌ ｕ ｘ 传感器 （ 气 冷 淬火 ）等 。
国内热处理技术分析
热处理特点是材料种类多、工艺复杂多样、热处理生产小批量多品种，要求严格，实行全面质量管理。为适应热处理生产，重视热处理标准工作，不断把热处理生产经验和研究应用成果总结提高，形成标准，并严格执行。下一步发展是实现国内外一体化。
国内外一体化，就是实现国内产品热处理与国际合作中各厂家产品均采用相同条件、相同设备及相同工艺文件进行生产和质量控制，实现真正意义上的与国际接轨。首先是企业通过ISO9000系列标准认证，建立完整有效的质量保证体系，产品按ISO9000系列标准生产和管理。其次在设备和各种条件上达到一定水平，满足国际合作生产的各项要求。还要在技术上研究国内外的差异及解决办法，然后建立一整套被国内外接受的技术文件，用于指导生产。
③型材7075材料，最大厚度15mm，长度1500mm，该项零件淬火后，产生弯曲变形，与模具间隙超过2.5mm，校正周期长；在UconA溶液中淬火后，无畸形，不需校正。
热处理节能减排技术
在机械制造行业，热处理是耗能大户，也是容易产生污染环境。在当前全世界和各国都在致力于节能减排的形势下，热处理行业节能减排的任务十分艰难和光荣。
热处理节能
热处理节能主要通过设备节能、工艺节能和管理节能。
（1）热处理设备节能技密封性和减少炉壁开孔，提高炉子密封性；减少料盘、料筐重量，降低带走热量
（2）热处理工艺节能技术主要有采用先进热处理技术，提高和稳定热处理质量，发展复合热处理和修复热处理，提高零件寿命。
①7075模锻件，长×宽约500mm×400mm,最大厚度为2mm。此锻件粗加工后采用硝盐炉加热，再热水中淬火后，测型面畸变量为1.0～1.8mm；采用新4m空气炉加热，在UconA水溶液中淬火，测型面畸变量为0.3～0.6mm，可见聚合物溶液淬火明显减少了畸变量。
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节能复合热处理技术及其应用分析
发表时间：2018-12-18T10:20:42.273Z 来源：《防护工程》2018年第26期作者：胡燕
[导读] 热处理是机械工业中重要的工艺技术，对发挥金属材料属性潜力，提升产品质量有着重要作用。
四川航天烽火伺服控制技术有限公司 611130
摘要：热处理是机械工业中重要的工艺技术，对发挥金属材料属性潜力，提升产品质量有着重要作用。
本文着重对节能复合热处理技术与应用进行简要分析，基于现有设备的基础上通过节能复合热处理形式加工构件，不仅确保了工件质量又实现节能，达到热处理和节能环保的协调利用。
关键词：节能复合热处理技术；应用方法；研究分析
复合热处理并非某种热处理技术的叠加，而是结合构件应用属性需求与各种热处理技术特征的融合，实现互补，值得进一步推广应用。
节能复合热处理技术技术工序简单、热处理时间短，有助于能源节约，缩减三废排放，提高复合热处理效果及应用价值。
一、表面合金化和淬火工艺复合
（一）淬火与氨化
合金化指的是构件渗碳、碳氮共渗、氨化、渗硼，随后加入热淬火，可适当降低淬火加热所需能源，有助于提升材料效果。
首先，淬火与氨化。
淬火与氨化复合处理技术起源于国外，叫做NDUR法。
热处理技术对淬火的最高要求为硬度高、无变形裂缝，外层为残余压应力状态。
实质上，完全淬透的刚表层存在拉应力。
这主要是因为淬火冷却生成马氏体后，表层最先冷却至Ms点，但马氏体和过冷奥氏体比容有明显差异，心部承载压应力、表层承载拉应力。
因为表层存在拉应力，导致完全淬透的构件疲劳强度减少。
构件氮化后淬火主要因为表层渗入氮让Ms点缩小，表层冷却迅速，表层和心部比较，马氏体转变较晚。
因为表层和心部变换顺序发生了变化，导致表层出现残余压应力能够提升构建疲劳强度。
经过实践证明，这种处理方法能够提升构件生命周期5--6倍。
若氮化淬火后展开冷处理，让表层的马氏体完全转变那么表层残余压力就会增加，强化效果理想。
（二）氮碳共渗与总体淬火
结合合金相变原理，氮碳共渗后的合金在奥氏体化阶段，氮化物逐渐分化，氮原子逐渐由心部分散生成固溶体。
工件通过氮碳共渗后加热至临界点温度后淬火，淬火时把合金组织内生成氮碳的马氏体，当构件表层存在参与压应力后可以提升构件耐磨性与疲劳强度。
（三）高频淬火与氮碳共渗
以往热处理强调工构件氮碳共渗后不可再进行热处理，而事实上氮碳共渗后展开高频淬火能够提高疲劳强度。
实践证明，中碳钢利用该种方法的后，相对于单纯高频淬火其强度可以提升至15%。
这是因为氮碳共渗的构件外层具有氮化层，通过高频淬火表层的氮化物逐渐分分解，此时得到马氏体与剩余奥氏体组织。
通过三种热处理工艺硬度分析得出：复合处理的硬化层硬度高于单纯高频淬火，单纯高频淬火硬化层与心部连接位置硬度变化加剧。
当利用氮碳共渗和高频淬火复合处理的构件，硬度变化逐渐趋于平缓，提升了疲劳强度。
因此，进行高频淬火构件复合处理有助于提升构件应用性能，挖掘材料潜力，便于提升表层硬度、疲劳强度。
（四）高频淬火与氮化
氮化是一种表层强化的技术，氮化层只有0.2--0.5mm，机械生产时往往需要先进行氮化后再进行精加工。
现实加工中可以看出：尽管氮化层硬度提高，不过表层过薄且脆，影响氮化件应用。
若氮化后展开高频加热淬火，高频加热过程中表层氮原子把向心部基体分散，有助于消解氮化白亮层，提高柔韧性。
此外，淬火也有助于获得固溶氮的细微马氏体，提升了构件硬度。
因此，应用较强的基体能有助于氮化层作用发挥与利用。
二、表面化学热处理的复合
第一，渗碳淬火与低温渗硫。
通过实验可知，金属构件渗碳淬火后在回火时渗入硫原子有助于提高润滑性，提高构件表面咬合度与耐磨性。
因为低温渗硫和低温回火流程融合，不仅提升了产品属性又减少了能源消耗，两全其美。
第二，低温渗硫和氮化。
结合氮化处理技术，氮化处理有助于让合金得到较强的表层，氮化后复合为低温渗硫，也有助于提高构件表层耐磨效果与润滑效果，增强构件使用价值。
第三，低温渗硫与高频淬火。
高频淬火的主要作用是提升合金构件的耐磨效果与疲劳强度，并且可以提升硬化表层潜力。
低温渗硫能够和高频淬火后的低温回火技术融合，具有节能作用。
三、淬火处理与不同回火温度的化学热处理
淬火构件通常要求经过回火处理改善其属性，融合不同种类的回火达到应用需求。
关于不同温度回火的构件想要让其和化学热处理融合无法提升能源消耗与性能提高，软氮化是一种以渗氮为核心的低温碳氮共渗，钢的氮原子渗透过程中会有部分碳原子进入。
相对于常规气体氮比较，渗层硬度低、脆性低，因而叫做软氮化。
第一，软氮化与调质。
调质处理选择高温回火，回火温度控制在500-650℃满足氮碳共渗处理温度要求。
因此，调质时进行氮碳共渗中生成表层具有耐磨性与耐疲劳性。
第二，调质与硫氮共渗。
硫氮共渗一般是在550--570℃下，因为硫与氮共同深入构件表层，提升了构件耐磨性与抗疲劳选哪个，表层润滑，提升了合金构件的抗胶合水平。
所以，调质处理的碳钢展开调质与硫氮共渗融合也具有节能效果。
第三，分级淬火与氮碳共渗。
因为钢制构件通过氮碳共渗后可以让构件表层具备耐磨、抗腐蚀的渗层，高速钢热导性差，淬火加热过程中为降低热应力，避免变形建议使用分级淬火。
这种方法简化了加工流程、提升使用率，把氮碳共渗和分级淬火融合是一种理想的处理方法。
结语
综合分析，复合热处理作为一种复合型工艺技术可以开发材料潜力，提高构件性能与应用效果，最为重要的是节约能源、成本突入少、生产效率高。
现阶段，常见的复合表面热处理工艺包含：等离子喷涂+激光表面改性复合、离子注入+气相沉积复合、激光淬火+化学热处理复合等，应用效果显著。
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