产品造型设计材料与工艺教学课件作者赵占西03表面工程与热处理技术课件

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1、机械工业出版社第三章表面工程与热处理技术产品造型材料与工艺2第三章表面工程与热处理技术3.1概述表面工程是经表面预处理后、通过表面涂覆金属或非金属，以改善表面性能的系统工程。其目的是在物体表面获得高装饰性、耐腐蚀、抗高温氧化、减摩、耐磨、抗疲劳性能及光、电、磁等多种表面特殊功能。在工程上，它针对产品典型服役条件，应用表面加工、表面涂覆、表面改性等单一或复合技术，实现基体、界面及表面三者的优化组合，获得最佳表面性能。对产品的表面进行一系列形、色、质、光等处理，使之更加宜人、更加完美、更能满足人们多方面的使用要求，是工业设计中必不可少的重要方面。工业设计中常用的表面处理技术

2、有涂装、电镀、氧化着色等。这些表面处理技术的应用，可以提高产品的外观质量，并且给产品带来更高的附加值。3第三章表面工程与热处理技术3.1概述表面工程按照功能可分类如下：(1)表面装饰。不同光亮、色泽、花纹的组合，使外观精美、多样化，增加美感与耐用。(2)防腐蚀。耐环境气氛腐蚀，耐淡水、海水腐蚀，耐化学介质浸渍腐蚀等。(3)耐磨。耐腐蚀磨损、微动磨损、磨粒磨损等。(4)热功能。耐热、抗高温氧化、热绝缘、热辐射等。(5)光、电、磁等特种功能。反光、消光、超导、导电、绝缘、半导体、电磁屏蔽、吸波、红外反射、太阳能吸收、辐射屏蔽功能等。4第三章表面工程与热处理技术3.2热处理3

3、.2.1热处理概述1.热处理基本概念热处理是将材料在固态下进行加热、保温和冷却以获得所需组织与性能的工艺。热处理是通过改变金属材料的组织和性能来满足工程中对材料性能和加工要求，所以，选择正确的热处理工艺对于挖掘金属材料的性能潜力、改善零件使用性能、提高产品质量、延长零件的使用寿命、节约材料具有重要意义，因此，热处理在制造行业中应用很广，例如：汽车、拖拉机行业中需要进行热处理的零件占70％～80％；机床行业中占60％～70％；轴承及各种模具则达到100％。5第三章表面工程与热处理技术3.2热处理3.2.1热处理概述2.热处理的分类热处理工艺可以分为三大类：（1）整体热处理

4、。对工件进行整体加热，以改善整体组织和性能的处理工艺，又分为退火、正火、淬火、回火等。（2）表面热处理。仅对工件表层进行热处理，以改变其组织和性能的工艺，又分为表面淬火+回火、气相沉积等。（3）化学热处理。将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其表层化学成分、组织和性能的热处理工艺，根据渗入成分的不同又分为渗碳、碳氮共渗、渗氮、氮碳共渗等。6第三章表面工程与热处理技术3.2热处理3.2.1热处理概述2.热处理的分类尽管热处理的种类很多，但通常所用的各种热处理过程都由加热、保温、冷却三个阶段组成。图3-1热处理工艺曲线示意图及热处理设备7

5、第三章表面工程与热处理技术3.2热处理3.2.1热处理概述3.热处理在零件制造过程中的作用（位置）绝大部分零部件在制造过程中都需要进行热处理，以提高材料性能，满足零件的使用要求。下面以两个例子来说明热处理在零件制造过程中的位置和作用。调质结构钢40CrMo汽缸螺栓生产工艺过程：下料→锻造→正火（改善切削加工性能）→粗加工→调质（提高材料综合性能）→精加工→喷丸8第三章表面工程与热处理技术3.2热处理3.2.1热处理概述3.热处理在零件制造过程中的作用（位置）高速钢W18Cr4V刀具的制造过程：下料→球化退火(降低硬度207～255HB，便于切削加工)→机械加工→淬火（

6、提高硬度）→冷处理(－80℃左右，减少残余奥氏体)→高温回火(550～570℃高温回火2～4次，二次硬化)→成品从以上两个零件的制造过程来看，热处理起着极其重要的作用。9第三章表面工程与热处理技术3.2热处理3.2.2退火和正火一、退火退火是将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。1.完全退火完全退火是将钢加热到临界温度以上保温，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺。目的：化组织、降低硬度、改善切削加工性能、去内应力。将工件加热到Ac3+30～50℃，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至500℃以下，然后空冷。适用于中碳及中碳合金钢的铸件、

7、锻件、轧制件及焊接件。10第三章表面工程与热处理技术3.2热处理3.2.2退火和正火一、退火2.球化退火为使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺，其目地是降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能，以及获得均匀的组织、改善热处理工艺性能，为以后的淬火作组织准备。球化退火工艺是将工件加热到Ac1＋（10～20）℃保温后等温冷却或缓慢冷却，消除网状Fe3CⅡ，生产上一般采用等温冷却以缩短球化退火时间。主要适用于含碳量≥0.77％的碳钢和合金钢锻、轧件。11第三章表面工程与热处理技术3.2热处理3.2.2退火和正火一、退火3.去应力退火去应力退火是为了去