《金属材料加工工艺》PPT课件

如：耐高温、耐腐蚀等。 分类：一般以渗入的元素来命名，
如：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硫、渗硼以及多元 共渗等；实际生产中常见：渗C、渗N、C-N共渗三种 基本原理： 分解→吸收→扩散 三个基本过程组成。
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三、表面热处理
① 渗碳。渗碳是目前机械制造业中应用最广泛的一种化学 热处理方法。其工艺特点就是把钢件置于渗碳介质中去，加热 到900～950℃高温，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的 活性碳原子渗入到钢件表层，从而获得表层高碳、心部仍保持 原有成分的热处理工艺，按渗碳介质的不同，渗碳工艺分为固 体渗碳、液体渗碳和气体渗碳三种。其中气体渗碳方法应用广 泛。
钢的表面热处理： 主要指钢的表面淬火。是通过对钢表面进行快速加热后，使 表层获得奥氏体组织，然后迅速冷却，使表层获得马氏体组织 而心部仍保持淬火前组织状态的一种热处理工艺方法。 常用方法： 感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬 火、电解加热表面淬火。生产中广泛应用的是感应加热表面淬 火和火焰加热表面淬火。 新发展起来的激光淬火、电子束淬火等。
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三、表面热处理
③ 碳氮共渗。碳氮共渗是向钢件表面同时渗入碳和氮原子 的化学热处理工艺，俗称氰化。目前生产上常用的方法有中温 气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗两种。中温气体碳氮共渗以 渗碳作用为主，还需进行淬火、低温回火处理；低温气体碳氮 共渗以渗氮作用为主。氰化处理，适于中、低碳钢或合金钢的 表面强化处理。
⑧传统着色技术：包括做假锈、汞齐镀、热浸镀锡、鎏金、 鎏银以及亮斑等。
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1、金属表面肌理工艺
金属表面肌理工艺是通过锻打、刻划、打磨、腐蚀等工艺在 金属表面制作出肌理效果。
①表面锻打：使用不同形状的锤头在金属表面进行锻打，从 而形成不同形状的点状肌理，层层叠叠，十分具有装饰性。
三、表面热处理
对于承受弯曲、扭转、冲击等动载荷，同时又承受强烈摩擦 的零件，如齿轮、曲轴、凸轮轴等，一般要求表面具有高的强 度、硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部则应具有良好的综合机 械性能。
为了满足这种要求，可采用表面强化技术，使材料表面得到 强化。
主要方法包括：a.表面热处理 b.理
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一、金属材料的表面前处理
在对金属材料或制品进行表面处理之前，应有前处理或预处 理工序，以使金属材料或制品的表面达到可以进行表面处理的 状态。
金属制品表面的前处理工艺和方法很多，其中主要包括有金 属表面的机械处理、化学处理和电化学处理等。
机械处理：通过切削、研磨、喷砂等加工清理制品表面的锈 蚀及氧化皮等，将表面加工成平滑或具有凹凸模样；
金属材料表面处理与装饰技术一般具有双重作用和功效。金 属材料表面处理及装饰的功效一方面是保护产品，即保护材质 表面所具有的光泽、色彩和肌理等而呈现出的外观美，并延长 产品的使用寿命，有效地利用材料资源；另一方面起到美化、 装饰产品的作用，使产品高雅含蓄，表面有更丰富的色彩、光 泽变化，更有节奏感和时代特征，从而有利于提高产品的商品 价值和竞争力。
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1、金属表面着色工艺
④镀覆着色：采用电镀、化学镀、真空蒸发沉积度和气相镀 等方法，在金属表面沉积金属、金属氧化物或合金等，形成均 匀膜层。
⑤涂覆着色：采用浸涂、刷涂、喷涂等方法，在金属表面涂 覆有机涂层。
⑥珐琅着色：在金属表面覆盖玻璃质材料，经高温烧制形成 膜层。
⑦热处理着色：利用加热的方法，使金属表面形成带色氧化 膜。
气体渗碳（氮）示意图
碳氮共渗示意图
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四、特殊热处理
随着工业及科学技术的发展，热处理工艺在不断改进，尤其 是近20多年发展了许多新的热处理工艺，如真空热处理、可控 气氛热处理、形变热处理、气相沉积和离子注如入等。
特殊热处理是利用一些特殊工艺方法进行热处理，通常有形 变热处理、磁场热处理等。
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2.3.6 金属的表面处理技术
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三、表面热处理
① 感应加热表面淬火 由于感应加热和相变的速度极快，与普通淬火相比，淬火后 晶粒细小、硬度高、脆性低、变形小，且加热温度和淬硬层厚 度便于调节控制，易于实现机械化和自动化，生产效率高。 ② 火焰加热表面淬火 和感应加热表面淬火相比，火焰加热表面淬火所用设备简单 ，投资少，但是加热时易产生过热，淬火质量不稳定。 适于用表面热处理方法进行表面强化的钢材为中碳钢和中碳 合金钢。
化学处理：主要是清理制品表面的油污、锈蚀及氧化皮等； 电化学处理：主要用以强化化学除油和浸蚀的过程，有时也 可用于弱浸蚀时活化金属制品的表面状态。
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一、金属材料的表面装饰技术
金属材料表面装饰技术是保护和美化产品外观的手段，主要 分为表面着色工艺和肌理工艺。
金属表面着色工艺是采用化学、电解、物理、机械、热处理 等方法，使金属表面形成各种色泽的膜层、镀层或涂层。
①化学着色：在特定的溶液中，通过金属表面与溶液发生化 学反应，在金属表面生成带色的基体金属化合物膜层曲方法。
②电解着色：在特定的溶液中，通过电解处理方法，使金属 表面发生反应而生成带色 膜层。
③阳极氧化染色：在特定的溶液中，以化学或电解的方法对 金属进行处理，生成能吸附染料的膜层，在染料作用下着色， 或使金属与染料微粒共析形成复合带色镀层。
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三、表面热处理
钢的化学热处理： 定义：把工件置于一定活性的介质中加热、保温，使介质分解 出活性元素渗入工件的表层，以改变表层的化学成分，从而使 表层与心部具有不同成分与组织性能的工艺方法，称为表面化 学热处理。 作用：a.强化表面，提高零件的某些机械性能，
如：表面硬度、耐磨性等； b.保护零件表面，提高某些零件的物理化学性能,
② 渗氮。渗氮是把钢件置于渗氮介质中，加热到规定温度 ，保温足够时间后，渗氮介质中分解出的活性氮原子渗入到钢 件表层，从而提高工件表层的硬度、耐磨性、耐蚀性的一种化 学热处理方法。根据渗氮的目的不同，渗氮可分为耐磨渗氮和 耐蚀渗氮二种。一般耐磨渗氮的温度为500～570℃，渗氮层深 度为0.15～0.75mm；耐蚀渗氮的温度为590℃左右，渗氮层深度 极薄。与渗碳相比，渗氮温度低，工件变形小，但渗氮时间长 ，成本高，氮化层薄而脆。