第8章-材料的表面改性

1、第八章第八章 材料的表面改性材料的表面改性第第8 8章章 材料的表面改性材料的表面改性 指通過對(duì)材料表面進(jìn)行指通過對(duì)材料表面進(jìn)行或或，改變材，改變材料表面的料表面的和和等等, , 以使表面獲得所需特殊性能的系統(tǒng)工程。以使表面獲得所需特殊性能的系統(tǒng)工程。第第8 8章章 材料的表面改性材料的表面改性第第8 8章章 材料的表面改性材料的表面改性第第8 8章章 材料的表面改性材料的表面改性n8.1 8.1 鋼的表面淬火鋼的表面淬火n8.2 8.2 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理n8.3 8.3 表面涂敷技術(shù)表面涂敷技術(shù)8.1 8.1 鋼的表面淬火鋼的表面淬火n表面淬火表面淬火: : 指在不改變指在不改變

2、鋼的化學(xué)成分及心部組織鋼的化學(xué)成分及心部組織的情況下，利的情況下，利用用快速加熱快速加熱將將表層奧氏體化表層奧氏體化后進(jìn)行后進(jìn)行淬火淬火以強(qiáng)化零件以強(qiáng)化零件表面的熱處理方法。表面的熱處理方法。感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱8.1 8.1 鋼的表面淬火鋼的表面淬火n表面淬火的目的：表面淬火的目的： 使工件表面獲得高硬度和耐磨性，使工件表面獲得高硬度和耐磨性，而心部仍保持足夠的塑性和韌性。而心部仍保持足夠的塑性和韌性。表硬里韌。表硬里韌。n適用于適用于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件。承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件。8.1 8.1 鋼的表面淬火鋼的表面淬火n一、感應(yīng)加熱表面淬火一、感應(yīng)加熱表面淬火n二、火焰加

3、熱表面淬火二、火焰加熱表面淬火n三、激光表面淬火三、激光表面淬火一、感應(yīng)加熱表面淬火一、感應(yīng)加熱表面淬火n1 1 感應(yīng)加熱的原理感應(yīng)加熱的原理n2 2 感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用n3 3 感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)n4 4 感應(yīng)加熱表面淬火用鋼及技術(shù)條件感應(yīng)加熱表面淬火用鋼及技術(shù)條件1 1 感應(yīng)加熱的原理感應(yīng)加熱的原理感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱表面淬火表面淬火示意圖示意圖f6005001 1 感應(yīng)加熱的原理感應(yīng)加熱的原理感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱表面淬火表面淬火示意圖示意圖f600500一、感應(yīng)加熱表面淬火一、感應(yīng)加熱表面淬火n1 1 感應(yīng)加熱的原理感應(yīng)加熱的原理n2 2 感應(yīng)加熱

4、的分類和應(yīng)用感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用n3 3 感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)n4 4 感應(yīng)加熱表面淬火用鋼及技術(shù)條件感應(yīng)加熱表面淬火用鋼及技術(shù)條件2 2 感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用n2.1 2.1 高頻感應(yīng)加熱表面淬火高頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.2 2.2 中頻感應(yīng)加熱表面淬火中頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.3 2.3 工頻感應(yīng)加熱表面淬火工頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.4 2.4 超音頻感應(yīng)加熱表面淬火超音頻感應(yīng)加熱表面淬火2.1 2.1 高頻感應(yīng)加熱表面淬火高頻感應(yīng)加熱表面淬火n頻率：頻率：200200300 kHz300 kHzn淬透層深度：淬透層深度： 0.20.22.0 m

5、m2.0 mmn用途用途: :中小型零件中小型零件, ,如中小模數(shù)齒輪、直徑較小型軸如中小模數(shù)齒輪、直徑較小型軸傳動(dòng)軸連續(xù)淬傳動(dòng)軸連續(xù)淬火感應(yīng)器火感應(yīng)器感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的截面圖感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的截面圖2 2 感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用n2.1 2.1 高頻感應(yīng)加熱表面淬火高頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.2 2.2 中頻感應(yīng)加熱表面淬火中頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.3 2.3 工頻感應(yīng)加熱表面淬火工頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.4 2.4 超音頻感應(yīng)加熱表面淬火超音頻感應(yīng)加熱表面淬火2.2 2.2 中頻感應(yīng)加熱表面淬火中頻感應(yīng)加熱表面淬火n頻率：頻率：250025008000 Hz8000

6、 Hzn淬透層深度：淬透層深度： 2 210 mm10 mmn用途：大中型零件用途：大中型零件, ,如大中模數(shù)齒輪、直徑較大的軸如大中模數(shù)齒輪、直徑較大的軸各種感應(yīng)器各種感應(yīng)器中頻感應(yīng)加熱表面淬火的機(jī)車凸輪軸中頻感應(yīng)加熱表面淬火的機(jī)車凸輪軸2 2 感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用n2.1 2.1 高頻感應(yīng)加熱表面淬火高頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.2 2.2 中頻感應(yīng)加熱表面淬火中頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.3 2.3 工頻感應(yīng)加熱表面淬火工頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.4 2.4 超音頻感應(yīng)加熱表面淬火超音頻感應(yīng)加熱表面淬火2.3 2.3 工頻感應(yīng)加熱表面淬火工頻感應(yīng)加熱表面淬火n頻率：頻率：50

7、Hz50 Hzn淬透層深度：淬透層深度： 101015 mm15 mm以上以上n用途：大型零件用途：大型零件, ,如直徑大于如直徑大于300mm300mm的軋輥及軸類零件的軋輥及軸類零件感應(yīng)穿透加熱感應(yīng)穿透加熱2 2 感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用n2.1 2.1 高頻感應(yīng)加熱表面淬火高頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.2 2.2 中頻感應(yīng)加熱表面淬火中頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.3 2.3 工頻感應(yīng)加熱表面淬火工頻感應(yīng)加熱表面淬火n2.4 2.4 超音頻感應(yīng)加熱表面淬火超音頻感應(yīng)加熱表面淬火2.4 2.4 超音頻感應(yīng)加熱表面淬火超音頻感應(yīng)加熱表面淬火n頻率：頻率： 202040 kHz40 kH

8、z（比聲頻（比聲頻20kHz20kHz高）高）n淬透層：淬透層： 深度比高頻略深；淬透層沿零件輪廓均勻分深度比高頻略深；淬透層沿零件輪廓均勻分布布n用途：用途： 中小型零件中小型零件 如齒輪、凸輪、花鍵軸、鏈輪等如齒輪、凸輪、花鍵軸、鏈輪等 一、感應(yīng)加熱表面淬火一、感應(yīng)加熱表面淬火n1 1 感應(yīng)加熱的原理感應(yīng)加熱的原理n2 2 感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用n3 3 感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)n4 4 感應(yīng)加熱表面淬火用鋼及技術(shù)條件感應(yīng)加熱表面淬火用鋼及技術(shù)條件3 3 感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)(1) (1) 高頻感應(yīng)加熱時(shí)，鋼的奧氏體化是在較大的

9、過熱度（高頻感應(yīng)加熱時(shí)，鋼的奧氏體化是在較大的過熱度（A Ac c3 3以上以上80 80 150 )150 )進(jìn)行的進(jìn)行的, , 因此晶核多因此晶核多, , 且不易長大。且不易長大。(2) (2) 表面層淬得馬氏體后表面層淬得馬氏體后, , 由于體積膨脹在工件表面層造成由于體積膨脹在工件表面層造成較大的殘余壓應(yīng)力較大的殘余壓應(yīng)力, , 顯著提高工件的疲勞強(qiáng)度。顯著提高工件的疲勞強(qiáng)度。(3) (3) 因加熱速度快，沒有保溫時(shí)間，工件的氧化脫碳少。另因加熱速度快，沒有保溫時(shí)間，工件的氧化脫碳少。另外，由于內(nèi)部未加熱，工件的淬火變形也小。外，由于內(nèi)部未加熱，工件的淬火變形也小。(4) (4) 加熱

10、溫度和淬硬層厚度（從表面到半馬氏體區(qū)的距離）加熱溫度和淬硬層厚度（從表面到半馬氏體區(qū)的距離）容易控制，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。容易控制，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 3 3 感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)一、感應(yīng)加熱表面淬火一、感應(yīng)加熱表面淬火n1 1 感應(yīng)加熱的原理感應(yīng)加熱的原理n2 2 感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用感應(yīng)加熱的分類和應(yīng)用n3 3 感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)n4 4 感應(yīng)加熱表面淬火用鋼及技術(shù)條件感應(yīng)加熱表面淬火用鋼及技術(shù)條件表面淬火用材料表面淬火用材料 0.4 0.40.5%C 0.5%C 的中碳鋼、中碳合金鋼的中碳鋼、中碳合金鋼n 含碳量過低，則表面硬度

11、、耐磨性下降含碳量過低，則表面硬度、耐磨性下降n 含碳量過高含碳量過高, , 心部韌性下降心部韌性下降 球墨鑄鐵球墨鑄鐵 提高其表面耐磨性提高其表面耐磨性機(jī)床導(dǎo)軌機(jī)床導(dǎo)軌表面淬火齒輪表面淬火齒輪表面淬火零件的工藝路線：表面淬火零件的工藝路線： 下料下料鍛造鍛造粗加工粗加工精加工精加工精磨精磨成品成品對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼為對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼為或或 調(diào)質(zhì)用于要求高的重要件，正火用于要求不高的普通件。調(diào)質(zhì)用于要求高的重要件，正火用于要求不高的普通件。 為表面淬火作組織準(zhǔn)備；為表面淬火作組織準(zhǔn)備； 獲得最終心部組織。獲得最終心部組織。 下料下料鍛造鍛造粗加工粗加工精加工精加工精磨精磨成品成品n表面淬火后的回火表面淬火后

12、的回火n 低溫回火低溫回火，溫度不高于，溫度不高于200200n 回火目的：為降低內(nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性。回火目的：為降低內(nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性。n表面淬火表面淬火+ +低溫回火后的組織低溫回火后的組織 表層組織為：表層組織為：M M回回 心部組織為心部組織為：S S回回( (調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)) )或或F+S(F+S(正火正火) )8.1 8.1 鋼的表面淬火鋼的表面淬火n一、感應(yīng)加熱表面淬火一、感應(yīng)加熱表面淬火n三、激光表面淬火三、激光表面淬火n火焰加熱表面淬火火焰加熱表面淬火是用乙炔氧或煤氣氧等火焰加熱工件表是用乙炔氧或煤氣氧等火焰加熱工件表面，進(jìn)行淬火，面，進(jìn)行淬火，淬硬層深度，

13、淬硬層深度，2 26mm6mm。n火焰加熱表面淬火和高頻感應(yīng)加熱表面淬火相比，具有火焰加熱表面淬火和高頻感應(yīng)加熱表面淬火相比，具有設(shè)備簡設(shè)備簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。但生產(chǎn)率低，零件表面存在不同程度的過。但生產(chǎn)率低，零件表面存在不同程度的過熱，質(zhì)量控制也比較困難。因此主要適用于單件、小批量生產(chǎn)熱，質(zhì)量控制也比較困難。因此主要適用于單件、小批量生產(chǎn)及大型零件（如大型齒輪、軸、軋輥等）的表面淬火。及大型零件（如大型齒輪、軸、軋輥等）的表面淬火。 8.1 8.1 鋼的表面淬火鋼的表面淬火n一、感應(yīng)加熱表面淬火一、感應(yīng)加熱表面淬火n二、火焰加熱表面淬火二、火焰加熱表面淬火(10(106 6W

14、/cmW/cm2 2) ) n可在短時(shí)間內(nèi)將工件表面可在短時(shí)間內(nèi)將工件表面快速加熱或融化快速加熱或融化, , 而心部而心部溫度基本不變溫度基本不變; ; n當(dāng)激光輻射停止后當(dāng)激光輻射停止后, ,由于散由于散熱速度快，又會(huì)產(chǎn)生熱速度快，又會(huì)產(chǎn)生“”。n激光表面淬火件硬度高（比普通淬火高激光表面淬火件硬度高（比普通淬火高151520%)20%)、耐磨、耐磨、耐疲勞，變形極小，表面光亮。耐疲勞，變形極小，表面光亮。n已廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸套、滾動(dòng)軸承圈、機(jī)床導(dǎo)軌、冷作模已廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸套、滾動(dòng)軸承圈、機(jī)床導(dǎo)軌、冷作模具等。具等。激光表面淬火件激光表面淬火件激光表激光表面淬火面淬火超快加熱相變加熱速度：

15、104106/s冷卻速度：106108/s，自冷淬火第第8 8章章 材料的表面改性材料的表面改性n8.1 8.1 鋼的表面淬火鋼的表面淬火n8.2 8.2 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理n8.3 8.3 表面涂敷技術(shù)表面涂敷技術(shù)8.2 8.2 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理n化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是將工件置于是將工件置于特定介質(zhì)特定介質(zhì)中加熱保溫，使中加熱保溫，使介質(zhì)中活性原子滲入工件表層從而介質(zhì)中活性原子滲入工件表層從而改變工件表層化改變工件表層化學(xué)成分和組織學(xué)成分和組織, ,進(jìn)而改變其性能的熱處理工藝。進(jìn)而改變其性能的熱處理工藝。n與表面淬火相比，化學(xué)熱處理不僅改變鋼的表層組織，還與表面淬火相比

16、，化學(xué)熱處理不僅改變鋼的表層組織，還改變其化學(xué)成分。改變其化學(xué)成分。n化學(xué)熱處理也是獲得化學(xué)熱處理也是獲得性能的方法之一。性能的方法之一。n根據(jù)滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為根據(jù)滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為、多元共滲、滲硼、滲金屬等。、多元共滲、滲硼、滲金屬等。 可控氣氛滲碳爐可控氣氛滲碳爐滲碳回火爐滲碳回火爐8.2 8.2 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理一、化學(xué)熱處理的基本過程一、化學(xué)熱處理的基本過程二、鋼的滲碳二、鋼的滲碳三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮四、鋼的碳、氮共滲四、鋼的碳、氮共滲一、化學(xué)熱處理的基本過程一、化學(xué)熱處理的基本過程1 1、介質(zhì)介質(zhì)( (滲劑滲劑) )的的 分解的同時(shí)釋放出

17、分解的同時(shí)釋放出 如：如： 滲碳滲碳 CHCH4 42H2H2 2+C+C 氮化氮化 2NH2NH3 33H3H2 2+2N+2N2 2、工件表面的工件表面的 活性原子向固溶體溶解或與鋼中某些元素形成化合物?；钚栽酉蚬倘荏w溶解或與鋼中某些元素形成化合物。3 3、原子向內(nèi)部、原子向內(nèi)部 一、化學(xué)熱處理的基本過程一、化學(xué)熱處理的基本過程1 1、介質(zhì)介質(zhì)( (滲劑滲劑) )的的 分解的同時(shí)釋放出分解的同時(shí)釋放出 如：滲碳如：滲碳 CHCH4 42H2H2 2+C+C 氮化氮化 2NH2NH3 33H3H2 2+2N+2N2 2、工件表面的工件表面的 活性原子向固溶體溶解或與鋼中某些活性原子向固溶體

18、溶解或與鋼中某些元素形成化合物。元素形成化合物。3 3、原子向內(nèi)部、原子向內(nèi)部 氮化擴(kuò)散層氮化擴(kuò)散層8.2 8.2 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理一、化學(xué)熱處理的基本過程一、化學(xué)熱處理的基本過程二、鋼的滲碳（掌握）二、鋼的滲碳（掌握）三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮四、鋼的碳、氮共滲四、鋼的碳、氮共滲二、鋼的滲碳二、鋼的滲碳滲碳：滲碳： 將將低碳鋼低碳鋼放入滲碳介質(zhì)中，加熱到放入滲碳介質(zhì)中，加熱到單相奧氏體單相奧氏體區(qū)（一般采用區(qū)（一般采用920920930930），保溫足夠長的時(shí)間，），保溫足夠長的時(shí)間，使使表面層表面層的的碳濃度提高碳濃度提高，這樣一種熱處理工藝稱為，這樣一種熱處理工藝稱為滲碳。滲碳

19、。二、鋼的滲碳二、鋼的滲碳1 1 滲碳的目的和用鋼滲碳的目的和用鋼2 2 滲碳方法滲碳方法3 3 滲碳層的成分、組織和厚度滲碳層的成分、組織和厚度4 4 滲碳后的熱處理及工藝路線滲碳后的熱處理及工藝路線1 1 滲碳的目的和用鋼滲碳的目的和用鋼滲碳目的滲碳目的n 提高工件提高工件表面表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度n 保持心部良好的韌性。保持心部良好的韌性。滲碳用鋼滲碳用鋼n 含含0.10.10.25%C0.25%C 的低碳鋼和低合金鋼。的低碳鋼和低合金鋼。n 如：如：1515、2020、20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi1 1 滲碳的目的和用鋼滲碳的目的和用鋼用

20、途用途 n 同時(shí)承受同時(shí)承受嚴(yán)重磨損嚴(yán)重磨損和和較大沖擊載荷較大沖擊載荷的零件的零件n 如：齒輪、活塞銷、軸類如：齒輪、活塞銷、軸類經(jīng)滲碳的機(jī)車從動(dòng)齒輪經(jīng)滲碳的機(jī)車從動(dòng)齒輪二、鋼的滲碳二、鋼的滲碳1 1 滲碳的目的和用鋼滲碳的目的和用鋼3 3 滲碳層的成分、組織和厚度滲碳層的成分、組織和厚度4 4 滲碳后的熱處理及工藝路線滲碳后的熱處理及工藝路線2 2 滲碳方法滲碳方法n 氣體滲碳法氣體滲碳法n 固體滲碳法固體滲碳法n 真空滲碳法真空滲碳法 氣體滲碳法氣體滲碳法n將工件放入密封爐內(nèi)，在高溫滲將工件放入密封爐內(nèi)，在高溫滲碳?xì)夥罩袧B碳。碳?xì)夥罩袧B碳。n滲劑：滲劑： 氣體氣體 ( (煤氣、液化氣等煤

21、氣、液化氣等) ) 或有機(jī)液體或有機(jī)液體( (煤油、甲醇等煤油、甲醇等) )溫度：溫度：900-950 900-950 n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 質(zhì)量好質(zhì)量好, , 效率高效率高 n缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 滲層成分與深度不易控制滲層成分與深度不易控制 固體滲碳法固體滲碳法n 將工件埋入滲劑中，裝箱密封后在高溫下加熱滲碳將工件埋入滲劑中，裝箱密封后在高溫下加熱滲碳. .n滲劑：滲劑：木炭木炭n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：操作簡單操作簡單 n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：滲速慢，勞動(dòng)條件差滲速慢，勞動(dòng)條件差 真空滲碳法真空滲碳法n將工件放入真空滲碳爐將工件放入真空滲碳爐中，抽真空后通入滲碳中，抽真空后通入滲碳?xì)怏w加熱滲碳。氣體加熱滲碳。n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

22、: : 表面質(zhì)量好表面質(zhì)量好, , 滲碳速度快滲碳速度快真空滲碳爐真空滲碳爐二、鋼的滲碳二、鋼的滲碳1 1 滲碳的目的和用鋼滲碳的目的和用鋼2 2 滲碳方法滲碳方法3 3 滲碳層的成分、組織和厚度滲碳層的成分、組織和厚度4 4 滲碳后的熱處理及工藝路線滲碳后的熱處理及工藝路線3 3 滲碳層的成分、組織和厚度滲碳層的成分、組織和厚度n滲碳層成分：滲碳層成分： 0.850.851.05%C1.05%Cn組織：組織： 最表層：最表層： P P網(wǎng)狀網(wǎng)狀 FeFe3 3C CIIII 次表層：次表層： P P 過渡區(qū)：過渡區(qū)： P+FP+F 心部：心部： F F多多+P+P少少 n滲碳層厚度：滲碳層厚度

23、： 表面到過渡區(qū)一半處的深度，表面到過渡區(qū)一半處的深度，一般為一般為0.50.52mm2mm。3 3 滲碳層的成分、組織和厚度滲碳層的成分、組織和厚度二、鋼的滲碳二、鋼的滲碳1 1 滲碳的目的和用鋼滲碳的目的和用鋼2 2 滲碳方法滲碳方法3 3 滲碳層的成分、組織和厚度滲碳層的成分、組織和厚度4 4 滲碳后的熱處理及工藝路線滲碳后的熱處理及工藝路線4 4 滲碳后的熱處理及工藝路線滲碳后的熱處理及工藝路線n滲碳后的熱處理：滲碳后的熱處理： 淬火低溫回火淬火低溫回火 （回火溫度為（回火溫度為160160180180，目的是消除淬火應(yīng)力和提高韌性），目的是消除淬火應(yīng)力和提高韌性）n滲碳件的滲碳件的淬

24、火方法有：淬火方法有： （1 1） 直接淬火法直接淬火法 （2 2） 一次淬火法一次淬火法 （3 3） 二次淬火法二次淬火法(1) (1) 直接淬火直接淬火n 滲碳后預(yù)冷到略高于滲碳后預(yù)冷到略高于心部成分心部成分的的ArAr3 3溫度，然后直接淬火。溫度，然后直接淬火。n 適用于：適用于：本質(zhì)細(xì)晶粒鋼本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。(2) (2) 一次淬火一次淬火 工件滲碳后出爐空冷，然后再重新加熱淬火。工件滲碳后出爐空冷，然后再重新加熱淬火。 淬火溫度：應(yīng)兼顧表層和心部，使表層不過熱而心部得到充分強(qiáng)化。淬火溫度：應(yīng)兼顧表層和心部，使表層不過熱而心部得到充分強(qiáng)化。 強(qiáng)化心部：強(qiáng)化心部：加熱到加熱到A Ac c3

25、 3以上以上進(jìn)行進(jìn)行完全淬火完全淬火 強(qiáng)化表層：強(qiáng)化表層：加熱到加熱到A Ac c1 1以上以上進(jìn)行進(jìn)行不完全淬火不完全淬火n常用方法是滲碳緩冷后，重新加熱到常用方法是滲碳緩冷后，重新加熱到AcAc1 1+30+305050淬火淬火+ +低低溫回火。溫回火。n表層組織：表層組織：高碳高碳M M回回+ +顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(+A(少量少量) )n心部組織：心部組織：低碳低碳M M回回+F+F（淬透時(shí)）（淬透時(shí)） （隨鋼的淬透性而定）（隨鋼的淬透性而定）滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織M+F(3) (3) 二次淬火二次淬火 滲碳后兩次加熱淬火滲碳后兩次加熱淬火n第一次淬火：第一次

26、淬火：加熱到加熱到心部的心部的A Ac c3 3以上以上進(jìn)行進(jìn)行完全淬火完全淬火，目的是細(xì)化心部組織，目的是細(xì)化心部組織，同時(shí)消除表層的網(wǎng)狀碳化物；同時(shí)消除表層的網(wǎng)狀碳化物；n第二次淬火：第二次淬火：加熱到加熱到表層的表層的A Ac c1 1以上以上進(jìn)行進(jìn)行不完全淬火不完全淬火，目的是細(xì)化表層組，目的是細(xì)化表層組織，對(duì)心部影響不大?？?，對(duì)心部影響不大。 4 4 滲碳后的熱處理及工藝路線滲碳后的熱處理及工藝路線鋼滲碳、淬火、回火后的性能鋼滲碳、淬火、回火后的性能n(1) (1) 表面硬度高表面硬度高 表面硬度可達(dá)表面硬度可達(dá) HRC 58 HRC 58 HRC 64HRC 64以上以上, , 耐

27、磨性較好；耐磨性較好； 心部韌性較好心部韌性較好, , 硬度較低，可達(dá)硬度較低，可達(dá)HRC 30 HRC 30 HRC 45 HRC 45 。n(2) (2) 疲勞強(qiáng)度高疲勞強(qiáng)度高 表層體積膨脹大，心部體積膨脹小，結(jié)果在表層中造表層體積膨脹大，心部體積膨脹小，結(jié)果在表層中造成壓應(yīng)力，使零件的疲勞強(qiáng)度提高。成壓應(yīng)力，使零件的疲勞強(qiáng)度提高。 4 4 滲碳后的熱處理及工藝路線滲碳后的熱處理及工藝路線滲碳件的工藝路線：滲碳件的工藝路線： 鍛造鍛造 切削加工切削加工 精加工（磨削等）精加工（磨削等）8.2 8.2 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理一、化學(xué)熱處理的基本過程一、化學(xué)熱處理的基本過程二、鋼的滲碳二

28、、鋼的滲碳三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮四、鋼的碳、氮共滲四、鋼的碳、氮共滲三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮n滲氮（氮化）：滲氮（氮化）： 向鋼件表面滲入氮元素，形成富氮硬化層的化學(xué)熱處理。向鋼件表面滲入氮元素，形成富氮硬化層的化學(xué)熱處理。n氮化用鋼氮化用鋼 含含CrCr、MoMo、AlAl、TiTi、V V的的中碳鋼中碳鋼 常用鋼號(hào)為：常用鋼號(hào)為：n氮化溫度：氮化溫度：500-570500-570n氮化層厚度：氮化層厚度：不超過不超過0.6-0.7mm0.6-0.7mm三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮?dú)怏w滲氮?dú)怏w滲氮n氨被加熱分解出活性氮氨被加熱分解出活性氮原子（原子（2NH2NH3 33H3H2 2+2+2NN

29、), ), 氮原子被鋼吸收并溶入氮原子被鋼吸收并溶入表面表面, , 在保溫過程中向在保溫過程中向內(nèi)擴(kuò)散內(nèi)擴(kuò)散, , 形成滲氮層。形成滲氮層。 井式氣體氮化爐井式氣體氮化爐三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮 氮化溫度：氮化溫度：500500570570三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮n氮化零件的工藝路線：氮化零件的工藝路線： 鍛造鍛造退火退火 粗加工粗加工 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì) 精加工精加工 去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火粗磨粗磨 氮化氮化 精磨或研磨精磨或研磨三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮氮化原理：氮化原理： 2NH2NH3 3 3H 3H2 2+2N +2N 氮化工藝特點(diǎn)：氮化工藝特點(diǎn)：1 1） 氮化溫度低，一般

30、為氮化溫度低，一般為5005005805802 2） 氮化時(shí)間長，一般為氮化時(shí)間長，一般為202050h50h，氮化層厚度為，氮化層厚度為0.30.30.5mm0.5mm3 3） 氮化前零件須經(jīng)氮化前零件須經(jīng)調(diào)質(zhì)處理（調(diào)質(zhì)處理（S S回回）三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮n氮化的特點(diǎn)氮化的特點(diǎn) 氮化件表面硬度高氮化件表面硬度高(HV1000-2000)(HV1000-2000)，耐磨性高。耐磨性高。 疲勞強(qiáng)度高疲勞強(qiáng)度高. . 由于表面存在壓應(yīng)力。由于表面存在壓應(yīng)力。 工件變形小工件變形小. . 因氮化溫度低，氮化后不需熱處理因氮化溫度低，氮化后不需熱處理. . 耐蝕性好耐蝕性好. . 因表層形成的氮

31、化物化學(xué)穩(wěn)定性因表層形成的氮化物化學(xué)穩(wěn)定性n氮化的缺點(diǎn)：氮化的缺點(diǎn)： 工藝復(fù)雜，成本高，氮化層薄。工藝復(fù)雜，成本高，氮化層薄。三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮n用于耐磨性、精度要求高的零件及耐熱、耐磨及用于耐磨性、精度要求高的零件及耐熱、耐磨及耐蝕件。耐蝕件。n如儀表的小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等。如儀表的小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等。縫紉機(jī)用氮化件縫紉機(jī)用氮化件經(jīng)氮化的機(jī)車曲軸經(jīng)氮化的機(jī)車曲軸8.2 8.2 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理一、化學(xué)熱處理的基本過程一、化學(xué)熱處理的基本過程二、鋼的滲碳二、鋼的滲碳三、鋼的滲氮三、鋼的滲氮四、鋼的碳、氮共滲四、鋼的碳、氮共滲四、鋼的碳、氮共滲（氰化）四、鋼的

32、碳、氮共滲（氰化） 就是就是同時(shí)同時(shí)向零件表面滲入向零件表面滲入碳原子碳原子和和氮原子氮原子的過程，也稱的過程，也稱。n 提高結(jié)構(gòu)鋼零件表面的硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度提高結(jié)構(gòu)鋼零件表面的硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度n 提高碳素工具鋼、合金工具鋼及高速鋼的紅硬性提高碳素工具鋼、合金工具鋼及高速鋼的紅硬性四、鋼的碳、氮共滲（氰化）四、鋼的碳、氮共滲（氰化）高溫（高溫（900900950 950 ） 中溫（中溫（700700880 880 ） 低溫低溫 （500500570 570 ） 中溫或低溫兩種氣體碳氮共滲中溫或低溫兩種氣體碳氮共滲 四、鋼的碳、氮共滲四、鋼的碳、氮共滲n將工件放入密封爐內(nèi)，加熱到共滲溫度將工件放入密封爐內(nèi)，加熱到共滲溫度，向，向爐內(nèi)滴入煤油爐內(nèi)滴入煤油CC，同時(shí)通以氨氣，同時(shí)通以氨氣NN，經(jīng)保溫，經(jīng)保溫 1 h1 h1 h1 h后，后，共滲層可達(dá)共滲層可達(dá) 0.2 mm0.2 mm0.5 mm0.5 mm。主要是以滲氮為主。主要是以滲氮為主。n碳氮共滲后淬火碳氮共滲后淬火, , 再低溫回火。再低溫回火。四、鋼的碳、氮共滲四、鋼的碳、氮共