金屬表面處理工藝二

現(xiàn)代表面技術(shù)

金屬表面改性技

T1133-2陳從勝表面改性技術(shù)及應(yīng)用表面改性技術(shù)是指采用某種工藝使材料表面獲得與基體材料的組織結(jié)構(gòu)、性能不同的一種技術(shù)。被廣泛的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、機(jī)械制造領(lǐng)域，和生產(chǎn)生活緊密相連。作用及內(nèi)容使材料表面獲得各種特殊性能（如耐磨、耐腐蝕、耐高溫、超導(dǎo)、潤(rùn)滑性等）。掩蓋基體材料表面缺陷，延長(zhǎng)材料和構(gòu)建使用壽命。節(jié)約稀少、珍貴材料，節(jié)約能源，改善環(huán)境。促進(jìn)高新技術(shù)的發(fā)展。主要包含表面變形強(qiáng)化、表面熱處理、表面化學(xué)熱處理以及其他技術(shù)。一、

金屬的表面強(qiáng)化工藝通過(guò)機(jī)械手段在金屬表面產(chǎn)生壓縮變形，使表面形成硬化層，提高金屬疲勞強(qiáng)度重要工藝之一。既要求表面有較高的硬度和耐磨性，又要求心部具有足夠的韌性，必須采用各種表面強(qiáng)化工藝。工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，是提高鋼件抗疲勞能力，延長(zhǎng)其使用壽命的重要工藝措施。

1、噴丸

噴丸強(qiáng)化是將大量高速運(yùn)動(dòng)的彈丸噴射到零件表面上，使零件表層和次表層發(fā)生一定的塑性變形,形成硬化層并引進(jìn)殘余壓應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化的一種技術(shù)。應(yīng)用：形狀較復(fù)雜的零件，廣泛應(yīng)用于彈簧、齒輪、鏈條、軸、葉片、火車輪等零部件，可顯著的提高抗彎曲疲勞、抗擊腐蝕疲勞、抗應(yīng)力腐蝕疲勞、抗微動(dòng)磨損、耐點(diǎn)蝕能力。在磨削、電鍍等工序后進(jìn)行2、滾壓處理

利用自由旋轉(zhuǎn)的淬火鋼滾子對(duì)鋼件的已加工表面進(jìn)行滾壓，使之產(chǎn)生塑性變形，壓平鋼件表面的粗糙凸峰，形成有利的殘余壓應(yīng)力，從而提高工件的耐磨性和抗疲勞能力。應(yīng)用：圓柱面、錐面、平面等形狀比較簡(jiǎn)單的零件一、表面熱處理

1、表面淬火表面淬火是指在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化后進(jìn)行淬火以強(qiáng)化零件表面的熱處理方法?；鹧婕訜岣袘?yīng)加熱表面淬火目的：①使表面具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限;②心部在保持一定的強(qiáng)度、硬度的條件下，具有足夠的塑性和韌性。即表硬里韌。適用于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件。軸的感應(yīng)加熱表面淬火①表面淬火用材料⑴0.4-0.5%C的中碳鋼。含碳量過(guò)低，則表面硬度、耐磨性下降。含碳量過(guò)高，心部韌性下降；⑵鑄鐵提高其表面耐磨性。機(jī)床導(dǎo)軌表面淬火齒輪③表面淬火后的回火采用低溫回火，溫度不高于200℃?；鼗鹉康臑榻档蛢?nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性。④表面淬火+低溫回火后的組織表層組織為M回；心部組織為S回(調(diào)質(zhì))或F+S(正火)?；鼗鹚魇象w索氏體感應(yīng)加熱表面淬火示意圖⑤表面面淬火火常用用加熱熱方法法⑴感感應(yīng)應(yīng)加熱熱表面處處理:利利用交交變電電流在在工件件表面面感應(yīng)應(yīng)巨大大渦流流，使使工件件表面面迅速速加熱熱的方方法。。感應(yīng)加加熱分分為：：高頻感感應(yīng)加加熱頻率為為250-300KHz，淬淬硬層層深度度0.5-2mm傳動(dòng)軸連續(xù)淬火感應(yīng)器感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的截面圖中頻感感應(yīng)加加熱頻率為為2500-8000Hz，，淬硬硬層深深度2-10mm。。各種感應(yīng)器中頻感應(yīng)加熱表面淬火的機(jī)車凸輪軸工頻感感應(yīng)加加熱頻率為為50Hz,淬淬硬層層深度度10-15mm近些年年又發(fā)發(fā)展了了超音音頻、、雙頻頻感應(yīng)應(yīng)加熱熱淬火火工藝藝。實(shí)際上上，硬硬化層層深度度取決決于加加熱層層深度度，淬淬火加加熱溫溫度、、冷卻卻速度度和材材料本本身的的淬透透性等等。由于感感應(yīng)電電流的的“集集膚效效應(yīng)””，電電流透透入工工件深深度主主要與與交流流電頻頻率有有關(guān)，，近似似公式式表示示：⑵火火焰加加熱:利用乙乙炔火火焰直直接加加熱工工件表表面的的方法法。成本低低，但但質(zhì)量量不易易控制制。⑶激激光熱熱處理理:利用高高能量量密度度的激激光對(duì)對(duì)工件件表面面進(jìn)行行加熱熱的方方法。。效率高高，質(zhì)質(zhì)量好好。此外還還有接接觸電電阻加加熱表表面淬淬火、、浴爐爐加熱熱表面面淬火火、電電解液液加熱熱表面面淬火火等火焰加熱表面淬火示意圖激光表面熱處理火焰加熱表面淬火三、化學(xué)表表面熱熱處理理化學(xué)熱熱處理理是將將工件件置于于特定定介質(zhì)質(zhì)中加加熱保保溫，，介質(zhì)中中活性性原子子滲入入工件件表層層從而而改變變工件件表層層化學(xué)學(xué)成分分和組組織,進(jìn)而改改變其其性能能的熱熱處理理工藝藝。與表面面淬火火相比比，化化學(xué)熱熱處理理不僅僅改變變鋼的的表層層組織織，還還改變變其化化學(xué)成成分。?；瘜W(xué)熱熱處理理也是是獲得得表硬硬里韌韌性能能的方方法之之一。。根據(jù)滲滲入的的元素素不同同，化學(xué)熱熱處理理可分分為滲滲碳、、氮化化、碳氮共滲、、滲其其他元元素等等。可控氣氛滲碳爐滲碳回火爐常用的的化學(xué)學(xué)熱處處理：：滲碳、、滲氮氮（俗俗稱氮氮化））、碳碳氮共共滲（（俗稱稱氰化化和軟軟氮化化）等等?；瘜W(xué)熱熱處理理過(guò)程程包括括分解、、吸收收、擴(kuò)擴(kuò)散三個(gè)基基本過(guò)過(guò)程。。①化學(xué)學(xué)熱處處理的的基本本過(guò)程程⑴介質(zhì)質(zhì)(滲滲劑)的分分解:分解的的同時(shí)時(shí)釋放放出活活性原原子。。如：滲滲碳CH4→2H2+[C]氮化2NH3→3H2+2[N]⑵活性元元素的吸收收:活性原原子向向固溶溶體溶溶解或或與鋼鋼中某某些元元素形形成化化合物物。⑶活性元元素內(nèi)部擴(kuò)擴(kuò)散。。氮化擴(kuò)散層②鋼的滲滲碳是指向向鋼的的表面面滲入入碳原原子的的過(guò)程程。⑴滲碳目目的提高工工件表表面硬硬度、、耐磨磨性及及疲勞勞強(qiáng)度度，同同時(shí)保保持心心部良良好的的韌性性。⑵滲碳用用鋼為含0.1-0.25%C的的低碳碳鋼。。碳高則則心部部韌性性降低低。經(jīng)滲碳的機(jī)車從動(dòng)齒輪氣體滲碳法示意圖③滲碳碳方法法⑴氣氣體滲滲碳法法將工件件放入入密封封爐內(nèi)內(nèi)，在900-950℃時(shí)滴滴入醇醇、煤煤油、、丙酮酮，在在高溫下分解解為CO、、CO2、CH4等滲碳?xì)鈿夥詹⑸沙苫钚孕蕴荚颖槐还ぜ帐杖苋肴電W氏氏體，，形成成滲碳層。優(yōu)點(diǎn):質(zhì)質(zhì)量好好,效效率率高；；缺點(diǎn):滲滲層成成分與與深度度不易易控制制⑵固固體滲滲碳法法將工件件埋入入滲劑劑中，，裝箱箱密封封后在在高溫溫下加加熱滲滲碳。。滲劑為為木炭炭。優(yōu)點(diǎn)：：操作作簡(jiǎn)單單；缺點(diǎn)：：滲速速慢，，勞動(dòng)動(dòng)條件件差。。⑶真空滲滲碳法法將工件件放入入真空空滲碳碳爐中中，抽抽真空空后通通入滲滲碳?xì)鈿怏w加加熱滲滲碳。。優(yōu)點(diǎn):表面質(zhì)質(zhì)量好好,滲碳速速度快快。真空滲碳爐④滲碳碳溫度度：為900-950℃。。滲碳層層厚度度（由表表面到到過(guò)度度層一一半處處的厚厚度））：一般為為0.5-2mm。。低碳鋼滲碳緩冷后的組織滲碳層層表面面含碳碳量：：以0.85-1.05為最好好。滲碳緩緩冷后后組織織：表層為為P+網(wǎng)狀Fe3CⅡ;心部為為F+P;中間為為過(guò)渡渡區(qū)。。⑤滲碳碳后的的熱處處理要使?jié)B滲碳層層發(fā)揮揮應(yīng)有有的作作用，，滲碳碳后還還須淬火+低溫溫回火火處理,回火溫溫度為為160-180℃℃。淬火方方法有有：⑴直接淬火法法滲碳后后預(yù)冷冷到800-850℃后直接淬淬火，再在在180-200℃溫度度下回回火。⑵一次次淬火火法：即滲滲碳空冷后重重新加加熱到830-860℃淬火。。⑶二二次淬淬火法法：即滲碳碳緩冷冷后第一次次加熱熱為心心部Ac3+30-50℃℃，細(xì)化心心部；第二次次加熱熱為Ac1+30-50℃℃，細(xì)化表表層。常用方方法是是滲碳碳緩冷冷后，，重新新加熱熱到Ac1+30-50℃℃淬火火+低低溫回回火。。此時(shí)組組織為為：表層：：M回+顆粒粒狀碳碳化物物+A’(少量量)心部：：M回+F（（淬透透時(shí)））滲碳淬火后的表層組織M+F⑥鋼的的氮化化氮化是是指向向鋼的的表面面滲入入氮原原子的的過(guò)程程。⑴氮化化用鋼鋼井式氣體氮化爐為含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳碳鋼。。常用鋼鋼號(hào)為為38CrMoAl。⑵氮化化溫度度為500-570℃氮化層層厚度度不超過(guò)過(guò)0.6-0.7mm。⑶常用用氮化化方法法氣體氮氮化法法與離離子氮氮化法法。氣體氮氮化法法與氣氣體滲滲碳法法類似似，滲滲劑為為氨。。離子氮氮化法法是在在電場(chǎng)場(chǎng)作用用下，，使電電離的的氮離離子高高速?zèng)_沖擊作作為陰陰極的的工件件。與與氣體體氮化化相比比，氮氮化時(shí)時(shí)間短短，氮氮化層層脆性性小。。離子氮化爐氣體滲滲氮常常采用用的工工藝為為：鍛鍛造→正火火→粗粗加工工→調(diào)調(diào)質(zhì)→→精加加工→→去應(yīng)應(yīng)力→→粗磨磨→滲滲氮→→精磨磨或研研磨滲滲氮氮的特特點(diǎn)：：1、、高硬硬度、、高耐耐磨性性。2、疲疲勞極極限高高。3、工件變變形小小。原因是是氮化化溫度度低，，氮化化后不不需進(jìn)進(jìn)行熱熱處理理。4、耐蝕性性好。。因?yàn)楸肀韺有涡纬傻牡牡锘瘜W(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性性高。。G:\鋼的的表面面熱處處理_標(biāo)清清.flv氮化的的缺點(diǎn)點(diǎn)：工工藝復(fù)復(fù)雜，，成本本高，，氮化化層薄薄。主要應(yīng)應(yīng)用在在交變變載荷荷下工工作工工作并并要求求具有有高的的耐磨磨性工工件上上，如如高速速轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)精密密齒輪輪、高高速柴柴油機(jī)機(jī)曲軸軸、高高精度度機(jī)床床主軸軸、模模具等等縫紉機(jī)用氮化件經(jīng)氮化的機(jī)車曲軸滲氮與與滲碳碳相比比：滲氮層層硬度度和耐耐磨性性高于于滲碳碳層，，硬度度可達(dá)達(dá)69~72HRC，且在在600～650℃高溫下下仍能能保持持較高高硬度度；滲氮層層具有有很高高的抗抗疲勞勞性和和耐蝕蝕性；；滲氮后后不需需再進(jìn)進(jìn)行熱熱處理理，可可避免免熱處處理帶帶來(lái)的的變形形和其其他缺缺陷；；滲氮溫溫度較較低。。只適用用于中中碳合合金鋼鋼，需需要較較長(zhǎng)的的工藝藝時(shí)間間才能能達(dá)到到要求求的滲滲氮層層。Thankyouforyou'slistening9、靜夜四四無(wú)鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、雨中黃葉樹(shù)樹(shù)，燈下白頭頭人。。21:57:1421:57:1421:5712/28/20229:57:14PM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見(jiàn)頻。。。12月-2221:57:1421:57Dec-2228-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。21:57:1421:57:1421:57Wednesday,December28,202213、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)夢(mèng)，相悲各問(wèn)問(wèn)年。。12月-2212月-2221:57:1421:57:14December28,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國(guó)國(guó)見(jiàn)青青山。。。28十十二二月20229:57:14下下午21:57:1412月月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月229:57下午午12月-2221:57December28,202216、行動(dòng)出成果果，工作出財(cái)財(cái)富。。2022/12/2821:57:1521:57:1528December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時(shí)，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點(diǎn)的射線線向前。。9:57:15下午9:57下下午21:57:1512月-229、沒(méi)沒(méi)有有失失敗敗，，只只有有暫暫時(shí)時(shí)停停止止成成功功?。?。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、很多事事情努力力了未必必有結(jié)果果，但是是不努力力卻什么么改變也也沒(méi)有。。。21:57:1521:57:1521:5712/28/20229:57:15PM11、成功功就是是日復(fù)復(fù)一日日那一一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小小努力力的積積累。。。12月月-2221:57:1521:57Dec-2228-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對(duì)圓滿滿，留一份份不足，可可得無(wú)限完完美。。21:57:1521:57:1521:57Wednesday,December28,202213、不不知知香香積積寺寺，，數(shù)數(shù)里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2221:57:1521:57:15December28,202214、意意志志堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥塊塊一一樣樣任任意意揉揉捏捏。。28十十二二月月20229:57:15下下午午21:57:1512月月-2215、楚塞三湘接接，荊門九派派通。。。十二月229:57下下午12月-2221:57December28,202216、少少年年十十五五二二十十時(shí)時(shí)，，步步行行奪奪得得胡胡馬馬騎騎。。。。2022/12/2821:57:1521:57:1528December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天氣氣晚晚來(lái)來(lái)秋秋。。。。9:57:15下下午午9:57下下午午21:57:1512月月-229、楊柳散散和風(fēng)，，青山澹澹吾慮。。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、閱讀一一切好書書如同和和過(guò)去最最杰出的的人談話話。21:57:1521:57:1521:5712/28/20229:57:15PM11、越是是沒(méi)有有本領(lǐng)領(lǐng)的就就越加加