熱處理-表面熱處理和選用熱處理上課講義

熱處理-表面熱處理和選用熱處理二、化學熱處理

化學熱處理是把工件放在特定介質(zhì)中加熱和保溫，使一種或幾種元素滲入工件表面，以改變表層成份和組織。

原理：將要滲的活性元素加熱分解，即所謂激活，然后被工件表面吸收，進而向工件內(nèi)部擴散。常用的化學熱處理方法有：1．滲碳使碳原子滲入鋼制工件表層的工藝，稱為滲碳。

目的：使零件表面獲得高硬度（HRC58～64），心部獲得較高的強度和韌性。

(1)氣體滲碳法：主要用甲烷、煤氣、甲苯、煤油等作滲碳劑，在氣體高溫下分解出活性碳原子進行滲碳。如圖所示。

(2)固體滲碳法：固體滲碳劑主要是木炭，其次是少量碳酸鹽。如圖所示。

(3)液體滲碳法：因有有毒氣體產(chǎn)生，所以應用于不廣。2．滲氮

使氮原子向金屬工件表層擴散的工藝

特點：獲得比滲碳層更高的硬度及更好的耐磨、耐蝕和抗疲勞性能。

只用于機床中高速傳動軸；精密齒輪等。

一般氮化零件的工藝路線為：鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→除應力退火→磨削→氮化→精磨。3．碳氮共滲

把碳和氮同時滲入零件表層的過程稱為碳氮共滲。4．其它化學熱處理方法

(1)

滲鋁目的：是使鋼的表面具有高的抗氧化性能。(2)滲鉻目的：是增加零件抗蝕性能，還可提高碳鋼的硬度和耐磨性。氣體滲碳返回固體滲碳返

回一、軸類零件的熱處理(1)一般軸類零件（要求較低）如果硬度要求在220~250HBW之間，一般只作調(diào)質(zhì)處理即可；如果硬度要求在28~35HRC之間，可選用合金鋼再正火或調(diào)質(zhì)。(2)主軸零件機床主軸一般采用中空結(jié)構，軸的長度較大，且對剛度要求較高，如CA6140機床主軸選用40Cr作材料。對安裝滑動齒輪和花鍵處作必要的局部高頻淬火，達到較高的硬度，提高表面的耐磨性，而整個軸在加工前要先作調(diào)質(zhì)處理。

任務二：選用熱處理

二.彈簧的熱處理（1）大型彈簧在熱態(tài)加工成型后隨即進行淬火和回火。（2）中型彈簧在冷態(tài)加工成型后隨即進行淬火和回火。（3）小直徑彈簧選用低溫回火處理。三.齒輪類的熱處理如以布氏硬度要求的一般作調(diào)質(zhì)處理，如以洛氏硬度要求的應先淬火再低溫回火處理。例：1、負荷不大、斷面較小的蝸桿//45鋼//調(diào)質(zhì)//HB2、滑動速度較高、負荷較輕的中小尺寸蝸桿//滲碳、淬火、低溫回火//HRC1.什么是淬透性？什么是淬硬性？淬透性與淬硬性有什么關系？答：淬透性是指鋼經(jīng)淬火獲得淬硬層深度的能力。淬硬層越厚，表明淬透性越好。鋼的淬透性主要取決于鋼的化學成分和淬火冷卻方式。

淬硬性是指鋼經(jīng)淬火后所能得到的最高硬度值。鋼的淬硬性主要與鋼的含碳量有關。淬透性好的鋼，其淬硬性不一定好；淬硬性好的，其淬透性也不一定好。2.工件淬火后為什么要及時回火？回火的目的是什么？答：工件淬火后雖然硬度高、耐磨性好，但獲得的馬氏體和殘余奧氏體組織不穩(wěn)定，韌性差，特別是淬火后工件內(nèi)部存在很大內(nèi)應力，因此要及時回火。回火的目的是減少或消除內(nèi)應力、穩(wěn)定組織、調(diào)整性能。3.任何熱處理都由加熱、保溫和冷卻組成，如圖2-1所示，請問：①熱處理為什么要進行加熱？②熱處理中保溫的目的是什么？③熱處理時常用的連續(xù)冷卻方式有哪四種？④哪種冷卻速度最快？哪種冷卻速度最慢？答：①進行加熱是為了獲得強度、硬度低、塑性、韌性好的奧氏體組織。②保溫的目的是使奧氏體組織均勻化。③常用的連續(xù)冷卻方式有隨爐冷卻、空氣冷卻、油中冷卻和水中冷卻。水中冷卻速度最快，隨爐冷卻速度最慢。

4.將同一棒料上切割下來的4塊45鋼試樣，同時加熱到850℃，然后分別在水、油、爐和空氣中冷卻。說明：各是何種熱處理工藝？排列一下硬度大小。答：（1）水冷：淬火（2）油冷：淬火（3）爐冷：退火（4）空冷：正火

硬度(1)﹥(2)﹥(4)﹥(3)5.確定下列鋼件的退火方法，并指出退火目的。

1）ZG的鑄造齒輪

2）鍛造過熱后的60鋼鍛坯

3）改善T12鋼的加工性能的熱處理工藝方式答：（1）去應力退火；目的：消除鑄造內(nèi)應力

（2）完全退火；目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應力，降低硬度，改善切削加工性。

（3）球化退火；目的：使片狀滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙顫B碳體，降低硬度，均勻組織，改善切削性能6.用T10鋼制造形狀簡單的車刀，其工藝路線為：鍛造—熱處理1—機加工—熱處理2—磨加工，試寫出熱處理工序的名稱及作用。答：熱處理1：球化退火。作用：利用切削加工，得到球狀珠光體，均勻組織，細