熱處理的新工藝

1、熱處理的新工藝一、形變熱處理形變熱處理是將塑性變形同熱處理有機(jī)結(jié)合在一起，獲得形變強(qiáng) 化和相變強(qiáng)化綜合效果的工藝方法。形變強(qiáng)化和相變強(qiáng)化相結(jié)合的一種綜合強(qiáng)化工藝。它包括金屬材 料的范性形變和固態(tài)相變兩種過程，并將兩者有機(jī)地結(jié)合起來，利 用金屬材料在形變過程中組織結(jié)構(gòu)的改變，影響相變過程和相變產(chǎn) 物，以得到所期望的組織與性能。形變熱處理的主要優(yōu)點(diǎn)將金屬材料的成形與獲得材料的最終性能結(jié)合在一起，簡(jiǎn)化了 生產(chǎn)過程，節(jié)約能源消耗及設(shè)備投資。與普通熱處理比較，形變熱處理后金屬材料能達(dá)到更好的強(qiáng)度與韌性相配合的機(jī)械性能。 有些鋼特別是微合金化鋼，唯有采用形變熱處理才能充分發(fā)揮鋼中合 金元素的作用，得到強(qiáng)度

2、高、塑性好的性能。例如09MnNb鋼正常軋 制后屈服強(qiáng)度（oS）為39kgf/mm2, -400梅氏（Mesnager）沖擊值（aK） 為0.63kgfm/cm2；經(jīng)正火后，-40C的aK可提高到68kgfm/cm2, 而os下降5kgf/mm2；如采用控制軋制（形變熱處理工藝之一），強(qiáng) 度與韌性都可進(jìn)一步提高：oS約45kgf/mm2,-40C的aK可達(dá)6 12kgfm/cm2。由于以上原因，形變熱處理已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)金屬與 合金的板材、帶材、管材、絲材，和各種零件如板簧、連桿、葉片、 工具、模具等。塑性變形形變熱處理工藝中的塑性變形（范性形變）可以用軋、鍛、 擠壓、拉拔等各種形式；與其相配

3、合的相變有共析分解、馬氏體也 變、脫溶等。形變與相變的順序也多種多樣：有先形變后相變;或在 相變過程中進(jìn)行形變；也可在某兩種相變之間進(jìn)行形變。二、真空熱處理真空熱處理是真空技術(shù)與熱處理技術(shù)相結(jié)合的新型熱處理技術(shù)， 真空熱處理所處的真空環(huán)境指的是低于一個(gè)大氣壓的氣氛環(huán)境，包括 低真空、中等真空、高真空和超高真空，真空熱處理實(shí)際也屬于氣氛 控制熱處理。真空熱處理是指熱處理工藝的全部和部分在真空狀態(tài)下 進(jìn)行的，真空熱處理可以實(shí)現(xiàn)幾乎所有的常規(guī)熱處理所能涉及的熱處 理工藝，但熱處理質(zhì)量大大提高。與常規(guī)熱處理相比，真空熱處理的 同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳，可去掉工件表面的磷屑，并 有脫脂除氣等作

4、用，從而達(dá)到表面光亮凈化的效果。真空熱處理的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.有防止氧化作用2.真空脫氣作用3.脫脂作用4.處理工 件無氫脆5.淬火變形小6.真空熱處理工藝穩(wěn)定性和重復(fù)性好7.能 耗少8.操作安全減少污染。真空熱處理的缺點(diǎn)有些合金元素在真空中蒸發(fā)較大2.設(shè)備投資大三、可控氣氛熱處理可控氣氛熱處理是在防止工件表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的可控氣氛或單一惰性氣體的爐內(nèi)進(jìn)行的熱處理?？煽貧夥諢崽幚淼臈l件制備氣氛的氣源 我國(guó)在掌握和推廣可控氣氛過程中，在 解決氣氛問題上走過了漫長(zhǎng)的道路。最早的吸熱式氣氛發(fā)生爐主要用 液化氣，即純度較高的丙烷或丁烷。近年已證實(shí)，我國(guó)的天然氣資源 豐富，為用甲烷制備吸熱式氣氛創(chuàng)造了良好的

5、條件。設(shè)備能密封的爐型；自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)柔性大，適用性強(qiáng)的多用爐生產(chǎn)線等；因而發(fā)展前途廣，市場(chǎng)需求大。四、激光熱處理激光技術(shù)是本世紀(jì)60年代初誕生，而且發(fā)展極為迅速的一門高 新技術(shù)。它的發(fā)展與滲透，帶動(dòng)了其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展，激光技術(shù) 已成為本世紀(jì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主要支柱之一。激光加工技術(shù)是激光技術(shù)在工業(yè)中的主要應(yīng)用，激光加工技術(shù)加 速了對(duì)傳統(tǒng)加工工業(yè)的改造，提供了現(xiàn)代工業(yè)加工技術(shù)的新手段，影 響很大。激光加工是指用高功率激光束對(duì)工業(yè)用零部件進(jìn)行切割、熱 處理、焊接、打孔等等，與傳統(tǒng)加工方法相比，激光加工的特點(diǎn)是： 激光束能量高度集中，加工區(qū)域小，因而熱變形小，加工質(zhì)量高、精 度高，加工件不受

6、尺寸、形狀限制，不需冷卻介質(zhì)，而且無污染，噪 聲小，勞動(dòng)強(qiáng)度低，效率高。激光加工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化正在我國(guó)興起。 激光熱處理是一種表面熱處理技術(shù)。即利用激光加熱金屬材料表面實(shí) 現(xiàn)表面熱處理。激光加熱具有極高的功率密度，即激光的照射區(qū)域的 單位面積上集中極高的功率。由于功率密度極高，工件傳導(dǎo)散熱無法 及時(shí)將熱量傳走，結(jié)果使得工件被激光照射區(qū)迅速升溫到奧氏體化溫 度實(shí)現(xiàn)快速加熱。當(dāng)激光加熱結(jié)束，因?yàn)榭焖偌訜釙r(shí)工件基體大體積 中仍保持較低的溫度，被加熱區(qū)域可以通過工件本身的熱傳導(dǎo)迅速冷 卻，從而實(shí)現(xiàn)淬火等熱處理效果。激光淬火效果：激光淬火層的硬 度分布曲線激光淬火層的硬度分布激光淬火技術(shù)可對(duì)各種導(dǎo)軌、大

7、型齒輪、軸頸、汽缸內(nèi)壁、模具、減振器、摩擦輪、軋輥、滾輪零件 進(jìn)行表面強(qiáng)化。適用材料為中、高碳鋼，鑄鐵。激光淬火的應(yīng)用實(shí)例： 激光淬火強(qiáng)化的鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，其硬度提高HB230提高到HB680, 使用壽命提高23倍。激光熱處理技術(shù)的特點(diǎn)激光熱處理是利用高功率密度的激光束對(duì)金屬進(jìn)行表面處理的方 法，它可以對(duì)金屬實(shí)現(xiàn)相變硬化（或稱作表面淬火、表面非晶化、表 面重熔粹火）、表面合金化等表面改性處理，產(chǎn)生用其大表面淬火達(dá) 不到的表面成分、組織、性能的改變。經(jīng)激光處理后，鑄鐵表面硬度 可以達(dá)到hrc60度以上，中碳及高碳的碳鋼，表面硬度可達(dá)hrc70 度以上，從而提高起抗磨性,抗疲勞，耐腐蝕,抗氧化等性

8、能，延長(zhǎng)其使 用壽命.激光熱處理技術(shù)與其它熱處理如高頻淬火滲碳，滲氮等傳統(tǒng) 工藝相比，具有以下特點(diǎn)：1.無需使用外加材料，僅改變被處理材料表面的組織結(jié)構(gòu)處理后的改性層具有足夠的厚度,可根據(jù)需要調(diào)整深淺一般可達(dá)0.1-0.8mm .處理層和基體結(jié)合強(qiáng)度高激光表面處理的改性層和基體材料之間 是致密的冶金結(jié)合，而且處理層表面是致密的冶金組織具有較高的 硬度和耐磨性.被處理件變形極小，由于激光功率密度高，與零件的作用時(shí)間很短 （10-2-10秒），故零件的熱變形區(qū)和整體變化都很小。故適合于高精度零件處理，作為材料和零件的最后處理工序。加工柔性好，適用面廣。利用靈活的導(dǎo)光系統(tǒng)可隨意將激光導(dǎo)向 處理部分，從而可方便地處理深孔、內(nèi)孔、盲孔和凹槽等，可進(jìn)行選 擇性的局部處理。五、電子束表面淬火電子束熱處理是利用高能量密度的電子束加熱，進(jìn)行表面淬火的 新技術(shù)。電子束是由電子槍呢?zé)彡帢O（燈絲）發(fā)出的電子，通過高壓 環(huán)形陽極加速，并聚焦成束使電子束流打擊金屬表面，達(dá)到加熱的效 果。被處理零件的加熱深度，是加熱加速電壓和金屬密度的函數(shù)，當(dāng) 功率為1