金属表面处理工艺及技术——【热处理及表面处理工艺】
金属表面处理及热处理加工与表面处理的区别
金属表面处理及热处理加工与表面处理的区别一、金属表面处理的概念及作用1. 金属表面处理是指对金属材料表面进行加工、修饰，以改善其表面性能、保护和美化的一种工艺。
它是金属加工中不可缺少的环节之一，能够提高金属零件的使用寿命、使用性能和外观质量。
2. 金属表面处理的作用主要包括防腐、防锈、提高表面硬度、改善耐磨性、改善电化学性能等。
通过表面处理，可以使金属零件在使用过程中具有更好的耐磨、耐蚀和耐高温性能，从而延长其使用寿命。
二、热处理加工的概念及作用1. 热处理加工是指通过对金属材料进行加热、保温和冷却等工艺过程，以改变其组织结构和性能的一种加工方法。
热处理加工能够提高金属材料的硬度、强度、韧性和耐磨性，从而提高材料的使用性能。
2. 热处理加工的作用主要包括改善金属材料的力学性能、提高耐热性和耐磨性、消除材料内部应力和变形等。
通过热处理，可以实现对金属材料的精密控制，使其具有更加优质的力学性能和使用寿命。
三、金属表面处理与热处理加工的区别1. 目的不同：金属表面处理主要是为了改善表面性能，如耐腐蚀、耐磨等；而热处理加工旨在改善整体材料的力学性能，如硬度、强度等。
2. 方法不同：金属表面处理多采用化学处理、机械加工等方式，以在表面形成一层保护膜或改变表面状态；而热处理加工则通过加热、保温和冷却等工艺过程改变材料的组织结构和性能。
3. 范围不同：金属表面处理更偏向于表面的零部件加工和改良；热处理加工则涉及到整体材料的加工和性能提升。
四、个人观点及总结在金属加工领域，金属表面处理和热处理加工都扮演着十分重要的角色。
金属表面处理能够改善金属零件的表面性能，从而提高其使用寿命和稳定性；而热处理加工则能够提升整体材料的力学性能，使其在各种特殊条件下都能够保持优质的性能特性。
两者相辅相成，为金属加工领域的高质量发展提供了重要支撑。
在以后的工程实践中，我会更加注重金属材料的综合加工处理，同时加强对金属表面处理和热处理加工的深入学习和实践应用，以提高自己在金属加工领域的专业技能和水平。
钢的热处理及表面处理技术
• M体转变特点：
• ①无扩散型转变 • ②降温形成:连续冷却完成 • ③瞬时性 • ④转变的不完全性
Fe-1.8CF，e-1冷.8至C，-10冷0℃至-60℃
M形成时体积↑，造成很大 内应力。
• 冷处理：P42
1)无扩散 Fe 和 C 原子都不进展扩散，M是C过饱 和的体心立方的F体，固溶强化显著。
↓ • 总结：A体晶粒越粗大，那么晶界越少，
形核几率越小，那么A体越稳定，C曲线 右移。淬透性越好
• 三、钢的淬透性
• 〔三〕淬透性的测 定
四、钢的回火〔P127〕
1．概念(Conception)
将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度， 保温后冷却下来的一种热处理工艺。
2.目的(purpose) 〔1〕稳定工件组织、性能和尺寸 〔2〕减小或消除剩余应力，防止工件的 变形和开裂 〔3〕降低工件的强度、硬度，提高其塑 性和韧性，以满足不同工件的性能要求
C %↑→ M 硬度↑， 片状M 硬度高，塑韧性差。板条M 强度高，塑韧性较好
二、共析钢过冷奥氏体的连续冷却转变
共
析
碳
钢
连
续
冷
却
水淬
无
M+AR
B
体
转变终止线
P 退火
T
S 正火
T+ 油淬 M
亚共析钢连续冷却转变 过共析钢连续冷却转变
炉冷→ F + P 空冷→ F(少量) + S 油冷→ T + M+AR 水冷→ M +AR
(三〕淬透性的测定
〔一〕钢的淬透性与淬硬性的概念
• 淬透性：钢在淬火时能够获得M体的能力，它是 钢材本身固有的属性，主要取决于M体的临界冷 却速度
金属表面处理工艺及技术
金属表面处理工艺及技术金属表面处理工艺及技术是指对金属材料的表面进行处理，以提高其耐腐蚀性、耐磨损性、良好的外观和表面光滑度等特性。
金属表面处理工艺及技术广泛应用于许多行业，如汽车制造、机械制造、航空航天等领域。
本文将介绍几种常见的金属表面处理工艺及技术。
1.镀层技术镀层技术是一种将金属材料表面涂覆一层金属或合金的工艺。
常见的镀层技术有电镀、热镀、化学镀等。
电镀是将金属材料放入含有金属离子的电解液中，通过电流的作用将金属离子还原成金属原子，使其沉积在金属表面形成一层保护膜。
热镀是通过高温将金属或合金熔化，然后将金属材料浸入熔融的金属池中，使金属溶解在金属表面形成一层保护层。
化学镀是利用化学反应将金属离子还原成金属原子，使其沉积在金属表面形成一层保护膜。
2.抛光技术抛光技术是通过磨料与金属表面的摩擦，使金属表面得到光洁、平整的处理工艺。
抛光技术可以分为手工抛光和机械抛光两种。
手工抛光是通过用砂纸、砂轮等工具进行研磨，使金属表面获得平滑的效果。
机械抛光是通过使用旋转的砂轮、刷轮等设备进行抛光，效率较高且一致性好。
3.喷涂技术喷涂技术是将涂料通过喷枪均匀喷涂在金属表面的一种处理技术。
喷涂技术可以分为喷漆、喷粉、喷膜等多种形式。
喷涂技术可以改变金属表面的颜色、质感和外观，同时也能起到保护金属表面的作用。
喷涂技术广泛应用于汽车、机械制造等行业中。
4.钝化技术钝化技术是通过在金属表面形成一层钝化膜，使金属材料具有较好的耐腐蚀性能。
钝化技术可以分为化学钝化和电化学钝化两种形式。
化学钝化利用化学反应在金属表面形成一层钝化膜，电化学钝化则通过电流的作用，在金属表面形成一层保护层。
5.涂层技术涂层技术是将一层涂料覆盖在金属表面，以提高金属的耐磨、耐腐蚀等性能。
涂层技术可以分为喷涂、涂装、热喷涂等多种形式。
喷涂是通过喷枪将涂料均匀喷涂在金属表面。
涂装是通过涂刷或滚涂等形式将涂料覆盖在金属表面。
热喷涂是将金属或陶瓷等材料加热至熔融状态，然后通过喷枪将其喷射在金属表面，形成一层保护层。
金属表面处理技术资料
金属表面处理技术资料金属表面处理技术是指对金属材料表面进行一系列工艺处理，以提高其耐腐蚀性、耐磨性、耐热性和美观度等综合性能的一项工艺。
在工业生产领域中，金属制品的表面处理技术起到非常重要的作用，可以改善产品的质量和使用寿命。
一、金属表面处理的原理和分类金属表面处理的主要原理是通过改变金属表面的物理和化学性质，形成一层或多层功能性覆盖物，以达到改善金属表面性能的目的。
根据处理方法和处理液的不同，金属表面处理技术可以分为以下几种分类：1. 电化学处理：包括镀层、阳极氧化、电解抛光等技术。
其中，镀层技术是最常见的金属表面处理技术之一，通过在金属表面形成一层金属或合金的覆盖层，可以提高金属材料的耐腐蚀性和装饰性。
2. 化学处理：如酸洗、碱洗、酸溶解等。
这些化学处理技术可以去除金属表面的氧化层、锈蚀物和污染物，清洁金属表面并提供良好的附着力。
3. 热处理：如淬火、回火等。
通过改变金属的组织结构和力学性能，来提高金属的强度、硬度和韧性。
4. 物理处理：包括喷砂、抛光、拉丝等技术。
这些处理技术可以改变金属表面的粗糙度和光洁度，增加金属表面的美观度和触感。
二、金属表面处理技术的应用金属表面处理技术广泛应用于各个行业和领域，主要包括以下几个方面：1. 汽车制造：金属表面处理技术在汽车制造中起到至关重要的作用。
通过对汽车零部件表面进行镀层、喷涂等处理，可以提高汽车的抗腐蚀性和耐磨性。
2. 电子产品：金属表面处理技术也广泛应用于电子产品的制造过程中。
例如，手机外壳经过阳极氧化处理，可以增加其抗氧化和耐磨性能。
3. 建筑装饰：金属表面处理技术在建筑装饰领域中用于处理铝合金、不锈钢等材料的表面。
这些处理技术可以增加建筑材料的耐候性和美观度。
4. 机械设备：金属表面处理技术在机械设备制造领域中也起到重要作用。
例如，对机械零件进行热处理可以提高其硬度和耐磨性。
三、金属表面处理技术的发展趋势随着科学技术的进步和工业发展的需要，金属表面处理技术也在不断创新和发展。
金属材料表面处理技术的使用方法与注意事项
金属材料表面处理技术的使用方法与注意事项在现代工业生产中，金属材料的表面处理技术起着至关重要的作用。
通过适当的表面处理，可以提高金属材料的耐腐蚀性、机械性能和装饰效果，延长使用寿命，并满足特定的功能和外观要求。
本文将介绍金属材料表面处理技术的使用方法和注意事项。
一、常见的金属材料表面处理技术1. 喷涂工艺：喷涂是一种常见且简便的金属材料表面处理方法。
在这种工艺中，通过喷涂设备将涂料均匀地喷涂在金属物体表面，形成保护膜。
喷涂可以提供耐腐蚀、耐磨损和装饰性能。
常用的喷涂方法包括电泳涂装、喷粉涂装和喷涂。
2. 镀层工艺：镀层是在金属表面上电化学沉积一层金属薄膜的方法。
通过这种工艺可以改善金属的耐腐蚀性能、机械性能和外观效果。
常见的金属镀层方法包括镀铬、镀镍、镀锌等。
3. 氧化工艺：氧化是指金属表面与氧气反应生成氧化物层的过程。
氧化可以增加金属材料的耐腐蚀性能和装饰效果。
常见的氧化方法包括阳极氧化和化学氧化。
4. 热处理工艺：热处理是通过控制金属材料的加热和冷却过程，使其获得特定的力学性能和组织结构。
热处理可以改善金属材料的强度、韧性和耐磨性。
常见的热处理方法包括退火、正火和淬火。
二、金属材料表面处理技术的使用方法1. 选择合适的表面处理技术：在进行金属材料表面处理之前，需要根据金属材料的特性、使用环境和要求，选择合适的表面处理技术。
不同的表面处理技术适用于不同的金属材料和应用场景，例如，喷涂适用于大面积物体，而镀层适用于需要改善耐腐蚀性能的材料。
2. 准备工作：在进行金属材料表面处理之前，需要做好准备工作。
首先，要对金属材料进行清洗，去除表面的油污、杂质和氧化物。
然后，进行必要的预处理，如蚀刻、激活和除锈等，以提高表面处理效果。
3. 控制处理参数：在进行金属材料表面处理时，需要控制好处理参数，如处理时间、温度、涂料涂布量等。
不同的处理参数会对金属材料的性能产生不同的影响。
因此，在实际操作中需要根据具体情况进行优化和调整。
金属热处理及表面处理工艺
一、热处理工艺简解1、退火操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50℃或Ac1+30~50℃或Ac1以下的温度（能够查阅有关材料）后，通常随炉温缓慢冷却。
意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所发生的内应力。
运用关键：1.适用于合金布局钢、碳素东西钢、合金东西钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状况不合格的原材料；2.通常在毛坯状况进行退火。
2、正火操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50℃，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所发生的内应力。
运用关键：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。
关于功能需求不高的低碳的和中碳的碳素布局钢及低合金钢件，也可作为最终热处理。
关于通常中、高合金钢，空冷可致使彻底或部分淬火，因而不能作为最终热处理工序。
3、淬火操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时刻，然后在水、硝盐、油、或空气中疾速冷却。
意图：淬火通常是为了得到高硬度的马氏体安排，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体安排，以进步耐磨性和耐蚀性。
运用关键：1.通常用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但一起会构成很大的内应力，下降钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的归纳力学功能。
4、回火操作方法：将淬火后的钢件从头加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。
意图：1.下降或消除淬火后的内应力，削减工件的变形和开裂；2.调整硬度，进步塑性和耐性，取得作业所需求的力学功能；3.安稳工件尺度。
运用关键：1.坚持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在坚持必定韧度的条件下进步钢的弹性和屈从强度时用中温回火；以坚持高的冲击韧度和塑性为主，又有满足的强度时用高温回火；2.通常钢尽量防止在230~280℃、不锈钢在400~450℃之间回火，因为这时会发生一次回火脆性。
常用表面处理工艺及热处理工艺
正火：又称常化，是将工件加热至Ac3或Acm以上40~60℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
运用范围：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。
②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。
④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
目的：使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度。
退火：将金属构件加热到高于或低于临界点，保持一定时间，随后缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。
目的：降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
退火工艺随目的之不同而有多种，如等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。
注: 正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。
一般合金钢坯料常采用退火，若用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬度较高，不利于切削加工。
淬火：将钢件加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
金属表面热处理
金属表面热处理金属表面热处理是一种改变金属表面性能的工艺手段，它的作用是改变金属表面结构，并增加表面硬度，抗摩擦性，抗腐蚀性和耐磨性。
一般来说，金属表面热处理包括炉火热处理、电阻热处理、等离子热处理、高频感应热处理、热喷涂技术等多种处理方式，依据具体材料和处理要求选择合适的处理工艺。
炉火热处理是金属表面热处理的主要方式，它通过改变金属表面的物理化学性质而提高金属的耐磨损、抗腐蚀和抗摩擦能力，是改善金属性能的重要手段。
一般采用炉火热处理的材料有铝及其合金，钢及其合金、铁及其合金、金及其合金、镍及其合金、铜及其合金等。
炉火热处理的主要工艺流程主要包括调质、回火、正火、淬火、火焰淬火、减薄罩淬火、免疫热处理等等，依据具体处理要求选择有效的热处理工艺。
电阻热处理是金属表面一种有效的热处理，通过改变金属表面电性质，达到改变金属表面结构，提高表面硬度，抗摩擦性，抗腐蚀性和耐磨性的目的。
电阻热处理通常应用于钢及其合金表面，和其他金属材料表面处理，具有处理简便，处理速度快，处理厚度大等优点，是提高金属表面性能的有效手段。
等离子热处理是一种高效的金属表面热处理方式，它可以在极短的时间内改变金属表面的结构，提高表面硬度，抗摩擦性，抗腐蚀性和耐磨性。
等离子热处理的主要应用范围包括钢、铝、镍、铜等金属材料的表面处理，它具有处理速度快，精度高，周期短，能耗低等特点，是金属表面处理的一个有效的手段。
高频感应热处理是根据金属材料的导热性，以高频电磁场为媒介，将电能转换成热能，直接对金属表面进行热处理，以改变金属表面结构，提高表面硬度，抗摩擦性，抗腐蚀性和耐磨性。
通常高频感应热处理的材料包括钢及其合金，铁及其合金，铝及其合金，铜及其合金等材料。
高频感应热处理是金属表面处理的有效手段，因为它具有处理简便，能源消耗低，质量可靠，生产率高等特点。
热喷涂技术是将各种金属、非金属材料以小颗粒状状态热喷射在金属材料表面上，以形成一层新的表面形貌和纳米层，达到改变金属表面结构，提高表面硬度，抗摩擦性，抗腐蚀性和耐磨性的目的。
金属表面处理工艺
金属表面处理工艺金属表面处理是利用金属材料的表面特性和工艺手段，通过一系列技术措施对金属表面进行加工和处理，以提高其性能、延长使用寿命、增强美观等方面的要求。
金属表面处理工艺广泛应用于各个领域，如机械制造、汽车、建筑、电子、航空航天等。
金属表面处理工艺主要包括清洗、除锈、防锈、涂装、电镀等步骤。
首先是清洗环节，通过物理或化学手段去除金属表面的污垢、油脂和其他有害物质。
清洗可以采用溶剂、水洗或喷砂等方式，确保金属表面的干净和准备好接受下一步的处理。
清洗完成后，接下来需要进行除锈处理。
金属材料容易受到腐蚀和氧化，导致表面产生锈斑和疲劳现象。
除锈工艺主要包括机械除锈、化学除锈和电化学除锈等方式。
机械除锈使用机械设备和磨料对金属表面进行研磨或打磨，除去氧化层和污垢。
化学除锈利用一定的化学试剂溶解金属表面的氧化层，达到除锈的效果。
电化学除锈则是利用电解原理将金属表面的氧化层电解溶解，达到除锈的目的。
除锈完成后，金属表面需要进行防锈措施。
防锈的目的是避免金属表面再次受到氧化和腐蚀的侵害。
常用的防锈方法有化学镀膜、热处理和电镀等。
化学镀膜是将一层防锈剂涂覆在金属表面，形成一层不易被氧化和腐蚀的保护膜。
热处理则是通过加热金属材料，使其内部结构发生改变，提高金属的硬度和耐蚀性。
电镀利用电解原理，在金属表面沉积上一层金属或合金薄层，提高金属表面的保护性能。
最后一步是涂装工艺。
涂装可以保护金属表面免受氧化和腐蚀的侵害，同时也能提高产品的美观和耐用性。
常用的涂装方式有喷涂、喷塑和粉末涂装等。
喷涂是将涂料均匀地喷洒在金属表面，形成一层保护膜。
喷塑则是通过将涂料加热溶解后，喷洒到金属表面，形成一层坚硬的保护膜。
粉末涂装是将涂料粉末喷洒在金属表面，经过烘干后，形成一层坚硬的保护膜。
综上所述，金属表面处理工艺在提高金属材料性能和美观方面发挥着重要作用。
不同的金属材料和具体的应用领域，需要采用不同的表面处理工艺和方法。
随着科学技术的发展和工艺技术的不断创新，金属表面处理工艺也在不断完善和改进，以适应不同的需求和挑战。
第6章 金属热处理及表面处理技术
• （1）奥氏体形核 奥氏体晶核首先在铁素体相界面处形成。 • （2）奥氏体长大 形成的奥氏体晶核依靠铁、碳原子的扩散，
同时向铁素体和渗碳体两个方向长大，直至铁素体消失。 • （3）残余渗碳体溶解 在奥氏体形成过程中，铁素体首先消失，
残余的渗碳体随着加热和保温时间的延长，不断溶入奥氏体， 直到全部消失。 • （4）奥氏体成分的均匀化 刚形成的奥氏体，其中的碳浓度是 不均匀的，在原渗碳体处含碳量较高，而原铁素体处含碳量较 低，只有在继续加热保温过程中，通过碳原子的扩散，才能使 奥氏体中的含碳量趋于均匀，形成成分较为均匀的奥氏体。
第6章 金属热处理及 表面处理技术
6.1概述
• 随着科学技术和生产技术的发展，对钢铁材料的性能也提 出了越来越高的要求，改善钢材的性能，有两个主要途径：
一个是加入合金元素，调整钢的化学成分，即合金化的方 法；另一个则通过钢的热处理，调整钢材内部组织的方法。
• 所谓钢的热处理，就是通过加热、保温和冷却，使钢材内 部的组织结构发生变化，从而获得所需性能的一种工艺方 法。
• 从上述分析可以看出，零件加热后进行适当的保温是很有 必要的。其目的是：能使零件在保温过程中彻底完成相变； 为了得到成分较为均匀的奥氏体组织。
• 亚共析钢和共析钢的奥氏体化过程与共析钢相似，不同的 是，在室温下它们的平衡组织中除珠光体外，还有先共析 相存在，当它们被加热到Ac1以上时，首先是其中的珠光 体转变为奥氏体（这一过程与共析钢相同），而此时还有 先共析相（铁素体或渗碳体）存在，要得到单一的奥氏体， 必须提高加热温度，对亚共析钢来说，加热温度超过Ac3 后，先共析铁素体才逐渐转变为奥氏体；对过共析钢来说， 加热温度超过Arcm后，先共析渗碳体才会全部溶解到奥 氏体中去。因此，亚共析钢和过共析钢在上、下临界点之 间加热时，其组织应该是奥氏体和先共析相组成的两相组 织，这种加热方法称为两相区加热或“不完全奥氏体化”， 它常在过共析钢的加热中使用。
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离子氮化炉
• ⑷氮化的特点及应用 • 氮化件表面硬度高（69~72HRC），耐磨性高。 • 疲劳强度高。由于表面存在压应力。
氮 化 层 组 织
• ②预备热处理 • ⑴工艺： • 对于结构钢为调质或正火。 • 前者性能高，用于要求高的重
要件，后者用于要求不高的普 通件。 • ⑵目的: • 为表面淬火作组织准备； • 获得最终心部组织。
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回火索氏体 索氏体
• ③表面淬火后的回火 • 采用低温回火，温度不高于200℃。 • 回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。 • ④表面淬火+低温回火后的组织 • 表层组织为M回；心部组织为S回(调质)或F+S(正火)。
• ⑵工件表面的吸收: 活性原子向固 溶体溶解或与钢中某些元素形成 化合物。
• ⑶原子向内部扩散。
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氮化扩散层
②钢的渗碳 是指向钢的表面渗入碳原子的过程。
• ⑴渗碳目的
经
• 提高工件表面硬度、耐
渗 碳
磨性及疲劳强度，同时
的
机
保持心部良好的韧性。
车
从
• ⑵渗碳用钢
动 齿
• 为含0.1-0.25%C的低碳钢。
金属表面处理工艺
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一、表面热处理 1、表面淬火 • 表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况 下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化 零件表面的热处理方法。
火焰加热 感
应 加 热
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• 表面淬火目的： • ① 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; • ② 心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的塑
• ⑶ 激光热处理: 利用高能量密度的激 光对工件表面进行加热的方法。效 率高，质量好。
火焰加热表面淬火
激光表面热处理
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火焰加热表面淬火示意图
二、化学表面热处理
• 化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温，使 介质中活性原子 渗入工件表层从 而改变工件表层 化学成分和组织, 进而改变其性能 的热处理工艺。
续 淬
感应加热表面淬火齿轮的截面图
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• 中频感应加热
• 频率为2500-8000Hz， 淬 硬 层 深 度 2-10mm 。
中频感应加热表面淬火的机车凸轮轴
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各种感应器
• 工频感应加热 • 频率为50Hz,淬硬层深
度10-15 mm
感应穿透加热
各种感应器
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• ⑵ 火焰加热: 利用乙炔火焰直接加热 工件表面的方法。成本低，但质量 不易控制。
化和软氮化）等本。节 内 容 结 束
渗硫、渗硼、渗铝、渗钒、渗铬等。发兰、磷 化可以归为表面处理，不属于化学热处理。
化学热处理过程包括分解、吸收、扩散三个基 本过程。
①化学热处理的基本过程
• ⑴介质(渗剂)的分解: 分解的同时 释放出活性原子。
• 如：渗碳 CH4→2H2+[C]
•
氮化 2NH3→3H2+2[N]
渗碳缓冷后组织：表层 为P+网状Fe3CⅡ; 心部 为F+P; 中间为过渡区。
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低碳钢渗碳缓冷后的组织
• ⑤渗碳后的热处理 • 淬火+低温回火, 回火温度为160-180℃。淬火方法有： • ⑴ 预冷淬火法 • 渗碳后预冷到略高于Ar1温度直接淬火。
渗碳后的热处理示意图
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• ⑵一次淬火法：即渗碳缓冷后重新加热淬火。 • ⑶ 二次淬火法： • 即渗碳缓冷后第一次加热为心部Ac3+30-50℃，细化心部；第
⑶ 真空渗碳法 将工件放入真空渗碳炉中，抽真空后
通入渗碳气体加热渗碳。 优点: 表面质量好, 渗碳速度快。
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真空渗碳炉
本节内容结束
• ④渗碳温度：为900-950℃。 • 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）： • 一般为0.5-2mm。
渗碳层表面含碳量：以 0.85-1. 05为最好。
轮
碳高则心部韧性降低。
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• ③渗碳方法 • ⑴ 气体渗碳法 • 将工件放入密封炉内，在高温
渗碳气氛中渗碳。 • 渗剂为气体 (煤气、液化气等)
或有机液体(煤油、甲醇等)。 • 优点: 质量好, 效率高； • 缺点: 渗层成分与深度不易控
制
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气体渗碳 法示意图
• ⑵ 固体渗碳法 • 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。 • 渗剂为木炭。 • 优点：操作简单； • 缺点：渗速慢，劳动条件差。
二次加热为Ac1+30-50℃，细化表层。
渗碳后的热处理示意图
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• 常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50℃淬火+低温 回火。此时组织为：
• 表层：M回+颗粒状碳化物+A’(少量) • 心部：M回+F（淬透时）
M+F
渗碳淬火后的表层组织
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⑥钢的氮化 • 氮化是指向钢的表面渗入氮原子的过程。 • ⑴氮化用钢 为含Cr、Mo、Al、Ti、V的中
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• 与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改 变其化学成分。
• 化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。 • 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元
共渗、渗其他元素等。
渗 碳 回 火 炉
可控气氛渗碳炉
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常用的化学热处理：
渗碳、渗氮（俗称氮化）、碳氮共渗（俗称氰
性和韧性。即表硬里韧。 • 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。
轴 的 感 应 加 热 表 面 淬 火
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• ①表面淬火用材料 • ⑴ 0.4-0.5%C的中碳钢。 • 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。 • 含碳量过高，心部韧性下降； • ⑵ 铸铁 提高其表面耐磨性。
机床导轨
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表面淬火齿轮
感应加热表面淬火 感应淬火机床
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• ⑤表面淬火常用加热方法 • ⑴ 感应加热: 利用交变电流在
工件表面感应巨大涡流，使工 件表面迅速加热的方法。
感应加热 表面淬火
示意图
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• 感应加热分为： • 高频感应加热 • 频率为250-300KHz，淬硬
层深度0.5-2mm
火传 感动 应轴 器连
碳钢。 常用钢号为38CrMoAl。 ⑵氮化温度为500-570℃ 氮化层厚度不超过0.6-0.7mm。
井式气体氮化炉
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• ⑶常用氮化方法 • 气体氮化法与离子氮化法。 • 气体氮化法与气体渗碳法类似，
渗剂为氨。 • 离子氮化法是在电场作用下，
使电离的氮离子高速冲击作为 阴极的工件。与气体氮化相比， 氮化时间短，氮化层脆性小。