表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件

4表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)4表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)1教學(xué)目的和要求

掌握表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)的主要種類，工藝、組織和性能特點(diǎn)。重點(diǎn)：感應(yīng)加熱淬火、激光淬火、噴丸強(qiáng)化技術(shù)

教學(xué)目的和要求2前言：

表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)是不需要外加其它材料，主要依靠材料自身組織與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變來(lái)進(jìn)行表面改性的表面工程技術(shù)。工藝簡(jiǎn)單、效果顯著、應(yīng)用廣泛。前言：34.1表面淬火技術(shù)的原理與特點(diǎn)

一、表面淬火技術(shù)的原理與分類定義：用特定熱源將鋼鐵材料表面快速加熱到Ac3(對(duì)亞共析鋼)或者Ac1(對(duì)過(guò)共析鋼)之上(奧氏體化)，然后使其快速冷卻并發(fā)生馬氏體相變，形成表面強(qiáng)化層的工藝過(guò)程。(Fe-Fe3C相圖)種類：感應(yīng)加熱淬火、火焰淬火、激光淬火、電子束淬火等。適用對(duì)象：中碳鋼、球墨鑄鐵（C含量：0.35－1.20wt%）4.1表面淬火技術(shù)的原理與特點(diǎn)4Fe-Fe3C相圖Fe-Fe3C相圖5表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件6二、表面淬火技術(shù)與常規(guī)淬火技術(shù)的區(qū)別

高加熱速度、高冷卻速度晶粒細(xì)化、硬度提高

顯微硬度微觀分布不均勻

需預(yù)先熱處理二、表面淬火技術(shù)與常規(guī)淬火技術(shù)的區(qū)別7三、表面淬火層的組織與性能組織：淬硬區(qū)、過(guò)渡區(qū)、心部組織(基材)(M、M+F/M+P、P/P+F)過(guò)渡區(qū)的寬窄對(duì)鋼的殘余應(yīng)力分布有重要影響。過(guò)渡區(qū)的寬窄主要決定于溫度梯度。提高加熱速度，可增大溫度梯度，顯著減少過(guò)渡區(qū)寬度。表面淬火組織及其分布與鋼的成分、淬火工藝及其參數(shù)、工件尺寸等因素有關(guān)。性能：高硬度、壓應(yīng)力三、表面淬火層的組織與性能組織：84.2感應(yīng)加熱淬火技術(shù)一、感應(yīng)加熱淬火技術(shù)的基本原理

感應(yīng)加熱淬火技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的表面淬火技術(shù)。基本過(guò)程(定義)：工件在感應(yīng)線圈中，在高頻交流磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流，并因集膚效應(yīng)而集中分布于工件表面，使受熱區(qū)迅速加熱到鋼的相變臨界溫度Ac3或Acm之上(奧氏體化)，然后在冷卻介質(zhì)中快速冷卻，使工件表層獲得馬氏體。4.2感應(yīng)加熱淬火技術(shù)9基本原理：表面吸收功率P：

(單匝線圈、高度為1cm的圓柱形工件)

工件表面不易過(guò)熱電流導(dǎo)入深度δ淬硬層深度與頻率的關(guān)系：工頻10-15mm中頻2-5mm高頻0.2-2mm深度增加頻率降低基本原理：深度增加頻率降低10特點(diǎn)：

(優(yōu)點(diǎn))加熱迅速、熱效率高、過(guò)渡區(qū)較窄、淬火層壓應(yīng)力大；可大幅度提高材料表面硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度。

(缺點(diǎn))設(shè)備成本較高；尖角效應(yīng)；一般只適合形狀簡(jiǎn)單的零件。改進(jìn)：高頻感應(yīng)沖擊淬火加熱方式：連續(xù)加熱(圖4-2)同時(shí)加熱表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件11三、感應(yīng)加熱淬火工藝流程回火溫度較低自回火三、感應(yīng)加熱淬火工藝流程回火溫度較低124.3火焰加熱表面淬火技術(shù)火焰加熱表面淬火技術(shù)是應(yīng)用歷史最長(zhǎng)的表面淬火技術(shù)之一。4.3火焰加熱表面淬火技術(shù)13定義：將高溫火焰或燃燒著的熾熱氣體噴向工件表面，使其迅速加熱到淬火溫度，然后在一定淬火介質(zhì)中冷卻。特點(diǎn)：(優(yōu)點(diǎn))設(shè)備費(fèi)用低，方法靈活，簡(jiǎn)便易行，可對(duì)大型零件局部實(shí)現(xiàn)表面淬火。(缺點(diǎn))生產(chǎn)效率低，淬硬層的均勻性較差，質(zhì)量控制比較困難。組織特征：過(guò)渡區(qū)較寬。表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件144.4激光淬火與電子束淬火技術(shù)一、激光淬火技術(shù)的原理與應(yīng)用定義：(激光相變硬化)是利用聚焦后的激光束照射到鋼鐵材料表面，使其溫度迅速升高到相變點(diǎn)以上，當(dāng)激光移開后，由于仍處于低溫的內(nèi)層材料的快速導(dǎo)熱作用，使表層快速冷卻到馬氏體相變點(diǎn)以下，獲得淬硬層。(自激冷淬火、自淬火)4.4激光淬火與電子束淬火技術(shù)15組織與性能特征：淬硬區(qū)、過(guò)渡區(qū)、心部組織(基材)單道硬化區(qū)域小

硬度大幅度提高、硬度分布不均勻淬硬區(qū)過(guò)渡區(qū)基材組織與性能特征：淬硬區(qū)過(guò)渡區(qū)基材16影響淬硬層性能的主要因素：(1)材料成分淬硬性和淬透性(2)激光工藝參數(shù)激光功率、光斑直徑、掃描速度

淬火層寬度：光斑直徑D淬硬層深度H：

H∝P/(Dv)P/(Dv)_比能量（J/cm2）(3)表面預(yù)處理狀態(tài)表面組織準(zhǔn)備：較細(xì)的表面組織

(淬火態(tài)最優(yōu)，細(xì)片狀珠光體、回火馬氏體或奧氏體次之，球狀珠光體較差。)表面“黑化”處理：磷化法、氧化法、噴刷涂料法

圖片P－激光功率，v－掃描速度圖片P－激光功率，v－掃描速度17表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件18特點(diǎn)：

(1)優(yōu)點(diǎn)

淬火硬度高，能量密度高，加熱速度快，不需要淬火介質(zhì)，工件變形小，加熱層深度和加熱軌跡易于控制(淬火部位可控)，無(wú)氧化、無(wú)污染，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。(2)缺點(diǎn)硬度分布不均勻，單道激光淬火區(qū)域小，大面積淬火時(shí)容易產(chǎn)生回火軟帶。設(shè)備成本高、生產(chǎn)成本較高（能量轉(zhuǎn)換效率低）。淬硬區(qū)淬硬區(qū)19二、激光表面熔凝技術(shù)原理定義：采用激光束將基材表面加熱到熔化溫度以上，當(dāng)激光束移開后由于基材內(nèi)部導(dǎo)熱冷卻而使熔化層表面快速冷卻并凝固結(jié)晶的表面處理工藝。(液相淬火法)關(guān)鍵：

使材料表面經(jīng)歷了一個(gè)快速熔化一凝固過(guò)程組織：熔凝層(鑄態(tài)組織)相變硬化層熱影響區(qū)基材二、激光表面熔凝技術(shù)原理定義：20性能特點(diǎn)(與激光淬火層相比)：

總硬化層深度更深，硬度更高、耐磨性更好缺點(diǎn)：表面粗糙度較大，后續(xù)加工量大且加工難度高。激光熔凝處理特別適合于灰口鑄鐵和球墨鑄鐵的表面強(qiáng)化。表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件21對(duì)于一些特定成分的材料來(lái)說(shuō)，激光熔凝處理可以得到非晶態(tài)層，使基材表面的耐磨性、耐蝕性大幅度提高。(激光上釉)激光熔凝技術(shù)還可以用來(lái)細(xì)化金屬材料的表面組織。對(duì)于一些特定成分的材料來(lái)說(shuō)，激光熔凝處理可以得到非晶態(tài)層，使22三、激光沖擊淬火技術(shù)定義：采用功率密度極高的激光束(107W/cm2以上)在極短時(shí)間內(nèi)(低于1ms)作用于金屬表面，使金屬表面發(fā)生局部劇烈蒸發(fā)，產(chǎn)生高達(dá)105atm的壓力，該壓力使金屬表面發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形，形成高密度的位錯(cuò)、孿晶，使材料表面強(qiáng)度與硬度顯著提高。特點(diǎn)：(優(yōu)點(diǎn))適合那些無(wú)法通過(guò)相變硬化進(jìn)行表面強(qiáng)化的材料等。(缺點(diǎn))所需要的能量密度過(guò)高，加工成本太高。三、激光沖擊淬火技術(shù)23四、激光淬火技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用主要應(yīng)用于局部表面強(qiáng)化。四、激光淬火技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用24表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件25五、電子束淬火技術(shù)定義：

采用高能量密度電子束對(duì)材料表面進(jìn)行相變硬化的熱處理工藝。(其淬火原理與激光淬火的類似)特點(diǎn)：

工件對(duì)電子束的吸收率高淬硬層深度更高，無(wú)氧化、無(wú)污染

必須在真空環(huán)境下進(jìn)行電子束淬火技術(shù)逐步被激光淬火技術(shù)所取代，工業(yè)應(yīng)用較少。五、電子束淬火技術(shù)定義：26電子束與激光束的特點(diǎn)比較：電子束與激光束的特點(diǎn)比較：274.5電阻加熱表面淬火技術(shù)定義：在工件中通以低壓大電流，利用工件表面或緊靠工件表面的周圍介質(zhì)中形成高電阻而產(chǎn)生的熱效應(yīng)將工件表面快速加熱到相變溫度以上并淬火的工藝方法。種類：

電接觸加熱法：工業(yè)電經(jīng)變壓器降壓后加在滾輪電極（紫銅）兩端，電流經(jīng)過(guò)壓緊在工件表面的滾輪與工件形成回路，實(shí)現(xiàn)快速加熱，滾輪移去后即實(shí)現(xiàn)自激冷淬火。

電解液加熱法：將工件放入含有電解質(zhì)的電解槽中，在槽與工件之間通上直流電，電解液電離后在陽(yáng)極上析出氧氣，在工件(陰極)上析出氫氣，包圍住工件的氫氣膜電阻很高，當(dāng)電流密度足夠高時(shí)，將使表面溫度急劇升高到相變溫度以上，斷電后就在電解液中實(shí)現(xiàn)自行淬火。均為自淬火4.5電阻加熱表面淬火技術(shù)均為自淬火28特點(diǎn)：(優(yōu)點(diǎn))工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備費(fèi)用低，工件變形小。(缺點(diǎn))淬硬層薄，對(duì)形狀復(fù)雜（電阻接觸加熱法）、尺寸很大（電解液加熱法）的工件不適用。電解液加熱表面淬火原理圖電接觸加熱表面淬火原理圖特點(diǎn)：電解液加熱表面淬火原理圖電接觸加熱表面淬火原理圖294.6幾種典型表面淬火工藝的特點(diǎn)比較感應(yīng)加熱淬火一直是應(yīng)用最為廣泛的表面淬火工藝。激光淬火應(yīng)用越來(lái)越多。4.6幾種典型表面淬火工藝的特點(diǎn)比較30表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件314.7表面形變強(qiáng)化技術(shù)一、受控噴丸強(qiáng)化技術(shù)1．受控噴丸技術(shù)原理受控噴丸技術(shù)（定義）：

利用高速噴射的細(xì)小彈丸在室溫下撞擊受噴工件的表面，使表層材料在再結(jié)晶溫度之下產(chǎn)生彈、塑性變形，并呈現(xiàn)較大的殘余壓應(yīng)力，從而提高工件表面強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕能力的表面工程技術(shù)。(噴丸強(qiáng)化技術(shù))基本原理：

工件表面吸收高速運(yùn)動(dòng)彈丸的動(dòng)能后產(chǎn)生塑性流變和加工硬化（位錯(cuò)與孿晶），同時(shí)使工件表面保留殘余壓應(yīng)力。4.7表面形變強(qiáng)化技術(shù)32工藝(設(shè)備)種類：葉輪式（拋丸式）壓縮空氣式(干噴式和濕噴式)彈丸種類：鑄鐵丸、鑄鋼丸、不銹鋼丸、鋼絲切割丸、玻璃丸和陶瓷丸等。曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)（拋丸處理）曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)（拋33噴砂與噴丸：目的：處理后的表面形貌：形變層深：噴料動(dòng)能來(lái)源：噴料種類及尺寸：自動(dòng)化程度：噴砂與噴丸：目的：342．受控噴丸對(duì)材料表面形貌與性能的影響(1)對(duì)材料表面硬度的影響表面硬度可大幅度提高。

(2)對(duì)表面粗糙度的影響表面粗糙度對(duì)其疲勞壽命影響很大，降低表面粗糙度可以增加零件的疲勞強(qiáng)度。受控噴丸以后的表面痕跡沒(méi)有方向性，有利于增加零件的疲勞強(qiáng)度。

(3)對(duì)疲勞壽命與抗應(yīng)力腐蝕能力的影響可大幅度提高疲勞壽命和抗應(yīng)力腐蝕能力。表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件353．受控噴丸技術(shù)的典型應(yīng)用

主要應(yīng)用于那些需要改善疲勞強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕能力零件上。

表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件36航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片轂噴丸強(qiáng)化航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片轂噴丸強(qiáng)化37二、表面滾壓技術(shù)定義：在一定的壓力下用輥輪、滾球或者輥軸對(duì)被加工零件表面進(jìn)行滾壓或擠壓，使其發(fā)生塑性變形，形成強(qiáng)化層的工藝過(guò)程。（可降低表面粗糙度－光整）二、表面滾壓技術(shù)38基本原理：由于塑性變形產(chǎn)生加工硬化，并產(chǎn)生很大的殘余壓應(yīng)力。(與噴丸強(qiáng)化相似)特點(diǎn)：(優(yōu)點(diǎn))表面改性層的最大深度達(dá)5mm以上，能較大幅度地改善材料表面的疲勞壽命、抗應(yīng)力腐蝕能力。（表面粗糙度降低）(缺點(diǎn))只適合一些形狀簡(jiǎn)單的零件(平板類、軸類和溝槽類等)。液壓油缸內(nèi)孔鏡面滾壓刀基本原理：液壓油缸內(nèi)孔鏡面滾壓刀39作業(yè)對(duì)比分析火焰加熱表面淬火技術(shù)、感應(yīng)加熱表面淬火技術(shù)和激光淬火技術(shù)的基本工作原理及主要特點(diǎn)(包括能量密度、冷卻方式、組織性能特點(diǎn)、主要局限性等)。

作業(yè)40樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。11月-2211月-22Sunday,November6,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。00:02:2900:02:2900:0211/6/202212:02:29AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。11月-2200:02:2900:02Nov-2206-Nov-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。00:02:2900:02:2900:02Sunday,November6,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。11月-2211月-2200:02:2900:02:29November6,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年11月6日12:02上午11月-2211月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場(chǎng)，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。06十一月202212:02:29上午00:02:2911月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十一月2212:02上午11月-2200:02November6,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/11/60:02:2900:02:2906November2022好的事情馬上就會(huì)到來(lái)，一切都是最好的安排。12:02:29上午12:02上午00:02:2911月-22一馬當(dāng)先，全員舉績(jī)，梅開二度，業(yè)績(jī)保底。11月-2211月-2200:0200:02:2900:02:29Nov-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/11/60:02:29Sunday,November6,2022相信相信得力量。11月-222022/11/60:02:2911月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。11月-2211月-2241樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。11月-2211月-22Sunday,November6,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。00:02:2900:02:2900:0211/6/202212:02:29AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。11月-2200:02:2900:02Nov-2206-Nov-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。00:02:2900:02:2900:02Sunday,November6,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。11月-2211月-2200:02:2900:02:29November6,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年11月6日12:02上午11月-2211月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場(chǎng)，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。06十一月202212:02:29上午00:02:2911月-22按章操作莫亂改，合理建議提出來(lái)。十一月2212:02上午11月-2200:02November6,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/11/60:02:2900:02:2906November2022好的事情馬上就會(huì)到來(lái)，一切都是最好的安排。12:02:29上午12:02上午00:02:2911月-22一馬當(dāng)先，全員舉績(jī)，梅開二度，業(yè)績(jī)保底。11月-2211月-2200:0200:02:2900:02:29Nov-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/11/60:02:29Sunday,November6,2022創(chuàng)新突破穩(wěn)定品質(zhì)，落實(shí)管理提高效率。11月-222022/11/60:02:2911月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。11月-2211月-22424表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)4表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)43教學(xué)目的和要求

掌握表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)的主要種類，工藝、組織和性能特點(diǎn)。重點(diǎn)：感應(yīng)加熱淬火、激光淬火、噴丸強(qiáng)化技術(shù)

教學(xué)目的和要求44前言：

表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)是不需要外加其它材料，主要依靠材料自身組織與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變來(lái)進(jìn)行表面改性的表面工程技術(shù)。工藝簡(jiǎn)單、效果顯著、應(yīng)用廣泛。前言：454.1表面淬火技術(shù)的原理與特點(diǎn)

一、表面淬火技術(shù)的原理與分類定義：用特定熱源將鋼鐵材料表面快速加熱到Ac3(對(duì)亞共析鋼)或者Ac1(對(duì)過(guò)共析鋼)之上(奧氏體化)，然后使其快速冷卻并發(fā)生馬氏體相變，形成表面強(qiáng)化層的工藝過(guò)程。(Fe-Fe3C相圖)種類：感應(yīng)加熱淬火、火焰淬火、激光淬火、電子束淬火等。適用對(duì)象：中碳鋼、球墨鑄鐵（C含量：0.35－1.20wt%）4.1表面淬火技術(shù)的原理與特點(diǎn)46Fe-Fe3C相圖Fe-Fe3C相圖47表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件48二、表面淬火技術(shù)與常規(guī)淬火技術(shù)的區(qū)別

高加熱速度、高冷卻速度晶粒細(xì)化、硬度提高

顯微硬度微觀分布不均勻

需預(yù)先熱處理二、表面淬火技術(shù)與常規(guī)淬火技術(shù)的區(qū)別49三、表面淬火層的組織與性能組織：淬硬區(qū)、過(guò)渡區(qū)、心部組織(基材)(M、M+F/M+P、P/P+F)過(guò)渡區(qū)的寬窄對(duì)鋼的殘余應(yīng)力分布有重要影響。過(guò)渡區(qū)的寬窄主要決定于溫度梯度。提高加熱速度，可增大溫度梯度，顯著減少過(guò)渡區(qū)寬度。表面淬火組織及其分布與鋼的成分、淬火工藝及其參數(shù)、工件尺寸等因素有關(guān)。性能：高硬度、壓應(yīng)力三、表面淬火層的組織與性能組織：504.2感應(yīng)加熱淬火技術(shù)一、感應(yīng)加熱淬火技術(shù)的基本原理

感應(yīng)加熱淬火技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的表面淬火技術(shù)?；具^(guò)程(定義)：工件在感應(yīng)線圈中，在高頻交流磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流，并因集膚效應(yīng)而集中分布于工件表面，使受熱區(qū)迅速加熱到鋼的相變臨界溫度Ac3或Acm之上(奧氏體化)，然后在冷卻介質(zhì)中快速冷卻，使工件表層獲得馬氏體。4.2感應(yīng)加熱淬火技術(shù)51基本原理：表面吸收功率P：

(單匝線圈、高度為1cm的圓柱形工件)

工件表面不易過(guò)熱電流導(dǎo)入深度δ淬硬層深度與頻率的關(guān)系：工頻10-15mm中頻2-5mm高頻0.2-2mm深度增加頻率降低基本原理：深度增加頻率降低52特點(diǎn)：

(優(yōu)點(diǎn))加熱迅速、熱效率高、過(guò)渡區(qū)較窄、淬火層壓應(yīng)力大；可大幅度提高材料表面硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度。

(缺點(diǎn))設(shè)備成本較高；尖角效應(yīng)；一般只適合形狀簡(jiǎn)單的零件。改進(jìn)：高頻感應(yīng)沖擊淬火加熱方式：連續(xù)加熱(圖4-2)同時(shí)加熱表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件53三、感應(yīng)加熱淬火工藝流程回火溫度較低自回火三、感應(yīng)加熱淬火工藝流程回火溫度較低544.3火焰加熱表面淬火技術(shù)火焰加熱表面淬火技術(shù)是應(yīng)用歷史最長(zhǎng)的表面淬火技術(shù)之一。4.3火焰加熱表面淬火技術(shù)55定義：將高溫火焰或燃燒著的熾熱氣體噴向工件表面，使其迅速加熱到淬火溫度，然后在一定淬火介質(zhì)中冷卻。特點(diǎn)：(優(yōu)點(diǎn))設(shè)備費(fèi)用低，方法靈活，簡(jiǎn)便易行，可對(duì)大型零件局部實(shí)現(xiàn)表面淬火。(缺點(diǎn))生產(chǎn)效率低，淬硬層的均勻性較差，質(zhì)量控制比較困難。組織特征：過(guò)渡區(qū)較寬。表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件564.4激光淬火與電子束淬火技術(shù)一、激光淬火技術(shù)的原理與應(yīng)用定義：(激光相變硬化)是利用聚焦后的激光束照射到鋼鐵材料表面，使其溫度迅速升高到相變點(diǎn)以上，當(dāng)激光移開后，由于仍處于低溫的內(nèi)層材料的快速導(dǎo)熱作用，使表層快速冷卻到馬氏體相變點(diǎn)以下，獲得淬硬層。(自激冷淬火、自淬火)4.4激光淬火與電子束淬火技術(shù)57組織與性能特征：淬硬區(qū)、過(guò)渡區(qū)、心部組織(基材)單道硬化區(qū)域小

硬度大幅度提高、硬度分布不均勻淬硬區(qū)過(guò)渡區(qū)基材組織與性能特征：淬硬區(qū)過(guò)渡區(qū)基材58影響淬硬層性能的主要因素：(1)材料成分淬硬性和淬透性(2)激光工藝參數(shù)激光功率、光斑直徑、掃描速度

淬火層寬度：光斑直徑D淬硬層深度H：

H∝P/(Dv)P/(Dv)_比能量（J/cm2）(3)表面預(yù)處理狀態(tài)表面組織準(zhǔn)備：較細(xì)的表面組織

(淬火態(tài)最優(yōu)，細(xì)片狀珠光體、回火馬氏體或奧氏體次之，球狀珠光體較差。)表面“黑化”處理：磷化法、氧化法、噴刷涂料法

圖片P－激光功率，v－掃描速度圖片P－激光功率，v－掃描速度59表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件60特點(diǎn)：

(1)優(yōu)點(diǎn)

淬火硬度高，能量密度高，加熱速度快，不需要淬火介質(zhì)，工件變形小，加熱層深度和加熱軌跡易于控制(淬火部位可控)，無(wú)氧化、無(wú)污染，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。(2)缺點(diǎn)硬度分布不均勻，單道激光淬火區(qū)域小，大面積淬火時(shí)容易產(chǎn)生回火軟帶。設(shè)備成本高、生產(chǎn)成本較高（能量轉(zhuǎn)換效率低）。淬硬區(qū)淬硬區(qū)61二、激光表面熔凝技術(shù)原理定義：采用激光束將基材表面加熱到熔化溫度以上，當(dāng)激光束移開后由于基材內(nèi)部導(dǎo)熱冷卻而使熔化層表面快速冷卻并凝固結(jié)晶的表面處理工藝。(液相淬火法)關(guān)鍵：

使材料表面經(jīng)歷了一個(gè)快速熔化一凝固過(guò)程組織：熔凝層(鑄態(tài)組織)相變硬化層熱影響區(qū)基材二、激光表面熔凝技術(shù)原理定義：62性能特點(diǎn)(與激光淬火層相比)：

總硬化層深度更深，硬度更高、耐磨性更好缺點(diǎn)：表面粗糙度較大，后續(xù)加工量大且加工難度高。激光熔凝處理特別適合于灰口鑄鐵和球墨鑄鐵的表面強(qiáng)化。表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件63對(duì)于一些特定成分的材料來(lái)說(shuō)，激光熔凝處理可以得到非晶態(tài)層，使基材表面的耐磨性、耐蝕性大幅度提高。(激光上釉)激光熔凝技術(shù)還可以用來(lái)細(xì)化金屬材料的表面組織。對(duì)于一些特定成分的材料來(lái)說(shuō)，激光熔凝處理可以得到非晶態(tài)層，使64三、激光沖擊淬火技術(shù)定義：采用功率密度極高的激光束(107W/cm2以上)在極短時(shí)間內(nèi)(低于1ms)作用于金屬表面，使金屬表面發(fā)生局部劇烈蒸發(fā)，產(chǎn)生高達(dá)105atm的壓力，該壓力使金屬表面發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形，形成高密度的位錯(cuò)、孿晶，使材料表面強(qiáng)度與硬度顯著提高。特點(diǎn)：(優(yōu)點(diǎn))適合那些無(wú)法通過(guò)相變硬化進(jìn)行表面強(qiáng)化的材料等。(缺點(diǎn))所需要的能量密度過(guò)高，加工成本太高。三、激光沖擊淬火技術(shù)65四、激光淬火技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用主要應(yīng)用于局部表面強(qiáng)化。四、激光淬火技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用66表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件67五、電子束淬火技術(shù)定義：

采用高能量密度電子束對(duì)材料表面進(jìn)行相變硬化的熱處理工藝。(其淬火原理與激光淬火的類似)特點(diǎn)：

工件對(duì)電子束的吸收率高淬硬層深度更高，無(wú)氧化、無(wú)污染

必須在真空環(huán)境下進(jìn)行電子束淬火技術(shù)逐步被激光淬火技術(shù)所取代，工業(yè)應(yīng)用較少。五、電子束淬火技術(shù)定義：68電子束與激光束的特點(diǎn)比較：電子束與激光束的特點(diǎn)比較：694.5電阻加熱表面淬火技術(shù)定義：在工件中通以低壓大電流，利用工件表面或緊靠工件表面的周圍介質(zhì)中形成高電阻而產(chǎn)生的熱效應(yīng)將工件表面快速加熱到相變溫度以上并淬火的工藝方法。種類：

電接觸加熱法：工業(yè)電經(jīng)變壓器降壓后加在滾輪電極（紫銅）兩端，電流經(jīng)過(guò)壓緊在工件表面的滾輪與工件形成回路，實(shí)現(xiàn)快速加熱，滾輪移去后即實(shí)現(xiàn)自激冷淬火。

電解液加熱法：將工件放入含有電解質(zhì)的電解槽中，在槽與工件之間通上直流電，電解液電離后在陽(yáng)極上析出氧氣，在工件(陰極)上析出氫氣，包圍住工件的氫氣膜電阻很高，當(dāng)電流密度足夠高時(shí)，將使表面溫度急劇升高到相變溫度以上，斷電后就在電解液中實(shí)現(xiàn)自行淬火。均為自淬火4.5電阻加熱表面淬火技術(shù)均為自淬火70特點(diǎn)：(優(yōu)點(diǎn))工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備費(fèi)用低，工件變形小。(缺點(diǎn))淬硬層薄，對(duì)形狀復(fù)雜（電阻接觸加熱法）、尺寸很大（電解液加熱法）的工件不適用。電解液加熱表面淬火原理圖電接觸加熱表面淬火原理圖特點(diǎn)：電解液加熱表面淬火原理圖電接觸加熱表面淬火原理圖714.6幾種典型表面淬火工藝的特點(diǎn)比較感應(yīng)加熱淬火一直是應(yīng)用最為廣泛的表面淬火工藝。激光淬火應(yīng)用越來(lái)越多。4.6幾種典型表面淬火工藝的特點(diǎn)比較72表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件734.7表面形變強(qiáng)化技術(shù)一、受控噴丸強(qiáng)化技術(shù)1．受控噴丸技術(shù)原理受控噴丸技術(shù)（定義）：

利用高速噴射的細(xì)小彈丸在室溫下撞擊受噴工件的表面，使表層材料在再結(jié)晶溫度之下產(chǎn)生彈、塑性變形，并呈現(xiàn)較大的殘余壓應(yīng)力，從而提高工件表面強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕能力的表面工程技術(shù)。(噴丸強(qiáng)化技術(shù))基本原理：

工件表面吸收高速運(yùn)動(dòng)彈丸的動(dòng)能后產(chǎn)生塑性流變和加工硬化（位錯(cuò)與孿晶），同時(shí)使工件表面保留殘余壓應(yīng)力。4.7表面形變強(qiáng)化技術(shù)74工藝(設(shè)備)種類：葉輪式（拋丸式）壓縮空氣式(干噴式和濕噴式)彈丸種類：鑄鐵丸、鑄鋼丸、不銹鋼丸、鋼絲切割丸、玻璃丸和陶瓷丸等。曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)（拋丸處理）曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)曲軸噴丸強(qiáng)化機(jī)（拋75噴砂與噴丸：目的：處理后的表面形貌：形變層深：噴料動(dòng)能來(lái)源：噴料種類及尺寸：自動(dòng)化程度：噴砂與噴丸：目的：762．受控噴丸對(duì)材料表面形貌與性能的影響(1)對(duì)材料表面硬度的影響表面硬度可大幅度提高。

(2)對(duì)表面粗糙度的影響表面粗糙度對(duì)其疲勞壽命影響很大，降低表面粗糙度可以增加零件的疲勞強(qiáng)度。受控噴丸以后的表面痕跡沒(méi)有方向性，有利于增加零件的疲勞強(qiáng)度。

(3)對(duì)疲勞壽命與抗應(yīng)力腐蝕能力的影響可大幅度提高疲勞壽命和抗應(yīng)力腐蝕能力。表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件773．受控噴丸技術(shù)的典型應(yīng)用

主要應(yīng)用于那些需要改善疲勞強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕能力零件上。

表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)課件78航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片轂噴丸強(qiáng)化航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片轂噴丸強(qiáng)化79二、表面滾壓技術(shù)定義：在一定的壓力下用輥輪、滾球或者輥軸對(duì)被加工零件表面進(jìn)行滾壓或擠壓，使其發(fā)生塑性變形，形成強(qiáng)化層的工藝過(guò)程。（可降低表面粗糙度－光整）二、表面滾壓技術(shù)80基本原理：由于塑性變形產(chǎn)生加工硬化，并產(chǎn)生很大的殘余壓應(yīng)力。(與噴丸強(qiáng)化相似)特點(diǎn)：(優(yōu)點(diǎn))表面改性層的最大深度達(dá)5mm以上，能較大幅度地改善材料表面的疲勞壽命、抗應(yīng)力腐蝕能力。（表面粗糙度降低）(缺點(diǎn))只適合一些形狀簡(jiǎn)單的零件(平板類、軸類和溝槽類等)。液壓油缸內(nèi)孔鏡面滾壓刀基本原理：液壓油缸內(nèi)孔鏡面滾壓刀81作業(yè)對(duì)比分析火焰加熱表面淬火技術(shù)、感應(yīng)加熱表面淬火技術(shù)和激光淬火技術(shù)的基本工作原理及主要特點(diǎn)(包括能量密度、冷卻方式、組織性能特點(diǎn)、主要局限性等)。

作業(yè)82樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。11月-2211月-22Sunday,November6,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。00:02:2900:02:2900:0211/6/202212:02:29AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。11月-2200:02:2900:02Nov-2206-Nov-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。00:02:2900:02:2900:02Sunday,November6,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹