金屬熱處理及表面處理-C

1、金屬熱處理扎蘭屯林業(yè)學(xué)校一、金屬熱處理一、金屬熱處理在固態(tài)下加熱金屬,并在一定的溫度下保溫一定的時間,再以一定的方式冷卻,通過金屬內(nèi)部的組織轉(zhuǎn)變改變金屬性能的工藝。金屬熱處理工藝金屬熱處理工藝一般地說，熱處理工藝的基本過程包括加熱、保溫和冷卻三個階段。由于熱處理時起作用的主要因素是溫度和時間，所以各種熱處理都可以用溫度時間曲線來表示，叫做熱處理工藝曲線，臨界溫度保溫淬火回火加熱冷卻溫度時間圖3-14 熱處理工藝曲線示意圖1、常用熱處理工藝常用熱處理工藝可分為普通熱處理和表面熱處理兩大類:a.普通熱處理包括退火、正火、淬火和回火。b.表面熱處理包括表面淬火、滲碳、滲氮和碳氮共滲等。滲碳、滲氮和碳

2、氮共滲又叫化學(xué)熱處理。1）退火退火是將鋼件加熱，保溫后以極緩慢的速度冷卻的一種熱處理工藝。退火可以達(dá)到的目的：降低硬度，以利于切削加工。細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能。消除內(nèi)應(yīng)力，為下一道淬火工序作好準(zhǔn)備。提高鋼的塑性和韌性，便于進(jìn)行冷沖壓或冷拉拔加工。常用退火工藝完全退火、球化退火、等溫退火、去應(yīng)力退火等。2）正火正火是將鋼件加熱，保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝。正火的作用與完全退火相似，兩者的主要差別是冷卻速度。退火冷卻速度慢，獲得珠光體組織；正火冷卻速度較快，得到的是索氏體組織。因此，同樣鋼件在正火后強(qiáng)度和硬度比退火高，而且鋼的含碳量愈高，用這兩種方法處理后的強(qiáng)度和硬度的差別愈大。3）

3、淬火與回火（1）淬火l將鋼加熱至Ac3線或Ac1線以上的某一溫度，保溫一定時間使之奧氏體化后，迅速冷卻，從而獲得馬氏體組織的工藝叫淬火。4）回火l將淬火后的鋼加熱到Ac1以下的某一溫度，保溫一定時間，然后取出空冷或油冷的熱處理工藝過程稱為回火。根據(jù)加熱溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。a.低溫回火加熱溫度在150250之間，回火組織為回火馬氏體。這種回火主要是為了降低鋼中的殘余應(yīng)力和脆性，而保持淬火后得到的高硬度和耐磨性。主要用于各種工具，滾 珠 軸 承 及 滲 碳 件 等 。 硬 度 一 般 為HRC5864。b.中溫回火加熱溫度在350500之間, 回火組織為回火屈氏體。

4、中溫回火后鋼的內(nèi)應(yīng)力大大降低，同時具有較高的彈性極限的屈服極限，硬度為HRC3545。主要用于彈簧元件、鍛模等。c.高溫回火加熱溫度在500600之間，回火組織為回火索氏體。淬火加高溫回火又稱為“調(diào)質(zhì)處理”。它可以消除鋼的內(nèi)應(yīng)力，獲得較高的韌性，使鋼具有良好的綜合性能。因此，調(diào)質(zhì)被廣泛用于要求具有一定強(qiáng)度和較高塑性、韌性的各類機(jī)械零件。調(diào)質(zhì)處理后的硬度一般為HRC2535。在硬度相同的情況下調(diào)質(zhì)鋼的各項力學(xué)性能明顯高于正火。5）表面淬火l表面淬火是將鋼件表面進(jìn)行快速加熱，使其表面組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，然后快速冷卻，表面層轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的一種局部淬火的方法。工件冷卻水冷卻水感應(yīng)線圈淬火噴水套進(jìn)水圖3-

5、17 感應(yīng)加熱淬火示意圖a. 滲碳滲碳是向鋼的表面滲入碳原子，使其表面達(dá)到高碳鋼的含碳量滲碳主要有固體滲碳和氣體滲碳兩種方法，應(yīng)用廣泛的是氣體滲碳法。液體滲碳劑廢氣沙封加熱元件耐熱罐工件風(fēng)扇圖3-18 氣體滲碳示意圖b. 滲氮(氮化)滲氮是將氮原子滲入鋼件表面，形成以氮化物為主的滲氮層，以提高滲層的硬度、耐磨性、抗蝕性、疲勞強(qiáng)度等多種性能。滲氮種類很多，有氣體滲氮法、鹽浴氮化法、軟氮化、離子氮化等。二、二、 金屬的表面處理金屬的表面處理3.2.13.2.1表面防護(hù)表面防護(hù)l為防止金屬腐蝕而采用各種方法叫金屬表面防護(hù)。常用的金屬表面防護(hù)方法有表面涂層和表面轉(zhuǎn)化膜工藝。3.2.2 3.2.2 金屬

6、的表面改性金屬的表面改性l金屬的表面改性也稱表面優(yōu)化，就是借助于離子束、激光、等離子體等新技術(shù)手段，改變材料表面及近表面的組分、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，（1）電鍍Electroplate l金屬涂層是與被保護(hù)金屬不同的材料，其作用是把介質(zhì)與金屬隔開，達(dá)到防腐的目的。形成金屬涂層的工藝主要有電鍍、化學(xué)鍍、噴鍍、熱鍍等。其中電鍍是目前我國應(yīng)用最廣的一種價廉而有效的防護(hù)方法。（2）電泳涂裝電泳涂裝是一種水溶性漆液施工方法。其原理是在外加電場的影響下，漆液中的帶電膠體粒子在水溶性分散介質(zhì)中作定向移動，沉積到作為陽極工件的表面上，形成涂層。水溶性漆用樹脂，有環(huán)氧酯、丙烯酸、聚氨酯、酚醛和醇酸等水溶性漆品種。（3）靜

7、電噴漆electrostatic spray paining此法是使已霧化的油漆微粒在直流高壓電場中帶電，而在靜電場的作用下，帶電油漆微粒迅速地向異極性的工件表面結(jié)集成膜。（1）鋼的氧化處理Black oxide 鋼在加熱的硝酸鈉、氫氧化鈉水溶液中氧化處理。鋼氧化處理后零件表面上能生成保護(hù)性磁性氧化鐵（Fe3O4）和氧化亞鐵 膜。膜的顏色一般呈黑色和藍(lán)黑色。又稱發(fā)蘭或發(fā)黑。膜層的厚度約為0.61.5 微米，因此氧化處理不影響零件的精度。發(fā)蘭后的零件再進(jìn)行浸油和其他填充處理，能進(jìn)一步提高膜層的耐蝕性和潤滑能力。 （2）鋼的磷化處理Phosphating 鋼鐵零件在含有錳、鐵、鋅的磷酸鹽溶液中，進(jìn)行化學(xué)處理，使其表面生成一層難溶于水的磷酸鹽保護(hù)膜的方法，叫做磷化處理。磷化膜的外觀由于基體材料及磷化工藝的不同可由暗灰到黑灰色。磷化膜的主要成分由磷酸鹽Me3(PO4)2或磷酸氫鹽（MeHPO4)的晶體組成。用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力。3.2.2 3.