《表面热处理》PPT课件

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1、7.3钢的表面热处理以上谈到的是普通热处理的“四把火”，它们在生产实践应用十分广泛，也有局限性。对于零件的表面及心部性能要求不同的情况下，如：表面高硬度、高耐磨（1）表硬里韧心部足够的塑韧性（2）表面要求具有良好的物理化学性能就只能采用：表面热处理途径有二改变钢的表层组织，不改变化学成份→表面淬火改变钢的表层化学成份→化学热处理7.3.1表面淬火一、感应加热表面淬火二、火焰加热表面淬火1、感应加热的基本原理2、感应加热频率选用3、感应加热表面淬火的特点提高表面硬度，保持心部良好的塑韧性。使零件具有“表硬里韧”的力

2、学性能。7.3.1表面淬火目的：是将工件表面快速加热到淬火温度，然后迅速冷却，仅使表面层获得淬火组织，而心部仍保持淬火前组织的热处理方法。表面淬火:是一种不改变钢表层化学成分,但改变表层组织的局部热处理工艺。工艺方法感应加热(高、中、工频)火焰加热电接触加热法等表面淬成M—硬；心部保持正火或调质态—韧。1、感应加热的基本原理感应加热表面淬火示意图交流电交变磁场感应电流一、感应加热表面淬火涡流表层加热淬火冷却集肤效应（mm）感应表面淬火使采用电磁感应方法使零件表面迅速加热，然后迅速喷水冷却的一种热处理操作方法。热源

3、：“涡流效应”产生的焦耳热。因为涡流的“集肤效应”电流透入深度δ:Q=0.24I2Rt涡流产生的热量Q：为什么只能表面加热？I—涡流强度;R—材料电阻;t—时间水f－交流电频率Hzδ－电流透入深度mm高频感应加热中频感应加热工频感应加热频率范围200~300kHz1~10kHz50Hz淬硬层深度0.5~2mm2~10mm10~15mm应用举例在摩擦条件下工作的零件，如小齿轮、小轴承受扭矩、压力载荷的大型零件，如冷轧辊等感应加热表面淬火的电流频率承受扭矩、压力载荷的零件，如曲轴、大齿轮等2、感应加热电流频率选用式中

4、：f－交流电频率Hzδ－电流透入深度mm电流透入深度：Q=0.24I2Rt式中：Q—涡流产生的热量I—涡流强度R—材料电阻t—时间涡流产生的热量：感应加热淬火机床预备热处理→正火或调质3、表面淬火用钢用钢：中C钢或中C合金钢（0.4-0.5%C）淬火后表面硬度HRC58-60改善心部组织,以达到性能要求使表层原始组织细化,在进行表面淬火时获得成分均匀的M.举例：机床齿轮45下料→锻造→正火→加工齿形→高频淬火＋低温回火→磨齿→装配目的:钢件表面淬火后应进行低温回火或自回火。表层为M细（隐晶M），中心为原始组织具有

5、“表硬里韧”的性能。热处理:3).疲劳强度高→表层为残余压应力4).可实现自动化、生产率高、成本降低4、感应加热表面淬火的特点1).淬火温度高(Ac3+80～150℃)，加热速度快、时间短不易氧化、脱碳，变形小。2).M细，同一种材料，比普通淬火硬度提高2~3HRC，且韧性好；不足：设备较贵、复杂零件的感应器不易制造。应用氧气-乙炔（或其它可燃气）火焰对工件表面进行加热，随之快速冷却的工艺。这种方法可获得2～6mm的淬透深度，设备简单，成本低，适于单件或小批量生产。（2~6mm）1.火焰加热表面淬火二、火焰加热表

6、面淬火用氧－乙炔焰快速加热零件表面，使其达到奥氏体化温度，并迅速喷水冷却，使其表层获得一定深度的淬硬层。2.火焰加热表面淬火应用及其缺点应用：中碳钢、中碳合金钢及铸铁件、小批生产，或大工件的表面淬火。缺点：加热不均匀，表面质量不高、生产率不高。设备简单,操作方便,成本低。淬火质量不稳定。适于单件、小批量及大型零件的生产3，火焰加热表面淬火的特点三、电接触加热表面淬火采用低电压、大电流，通过压紧在工件表面的滚轮与工件形成回路，靠接触电阻热实现快速加热，滚轮移去后即进行自激冷淬火。淬硬层达0.15-0.35mm，硬度

7、均匀，且变形小，目前主要用于导轨的强化。7.3.2化学热处理一、化学热处理原理二、钢的渗碳三、钢的渗氮四、钢的碳氮和氮碳共渗化学热处理一、化学热处理原理定义：将工件置于特定的介质中加热、保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，以改变表层的化学成分、组织和性能的一种热处理工艺。活性原子从工件表层向内部的扩散化学热处理的基本过程:渗剂分解出活性原子→工件表面吸收活性原子→一、什么是化学热处理？钢件和铸铁件非金属元素、金属元素C、N、O、S、B，与Fe形成间隙固溶体和化合物，强化表面，提高表面的力性与Fe形成置换固溶体，

8、Cr提高抗蚀性、Al提高抗氧化性、Si提高抗酸性能7.3.2、表面化学热处理■化学热处理：就是把工件放在一定温度的化学介质中保温，让一些化学元素渗入工件的表层，改变表面的化学成分，进而改变组织及性能的热处理工艺。（1）工件有吸收这些元素的能力■化学热处理应具备的条件：即：有溶解度或能形成化合物（2）渗入元素应具备活性即：能产生活性原子“活性原子”是指那些在一定的化学反应中