先進淬火工藝

先進淬火工藝概述戴培元楊凱黃超Contents淬火概念1傳統(tǒng)淬火工藝2真空高壓氣冷淬火3其他先進淬火工藝4淬火

概念：

淬火是指將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫后以大于臨界冷卻速度的速度冷卻，使奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。目的：1，提高工件的硬度和耐磨性，例如各種刃具，冷作模具。2，賦予工件以需要的綜合機械性能，例如中碳鋼的調質。3，使工件獲得特殊的物理化學性能，例如對用磁鋼進行淬火，可以增加其鐵磁性。

傳統(tǒng)淬火淬火方法：單液淬火雙液淬火分級淬火等溫淬火常用淬火介質：水水溶液礦物油熔鹽熔堿傳統(tǒng)淬火存在的問題1、氧化和脫碳

使工件的尺寸減小，表面含碳量下降，表面粗糙度增大，還會嚴重影響到淬火時冷卻的速度，造成軟件或硬度不足，耐磨性和疲勞強度下降。2、過熱和過燒

加熱溫度過高或加熱時間過長，會引起奧氏體晶粒長大變粗，生成的馬氏體也粗化，這種現(xiàn)象叫做過熱。過熱的工件幾乎不能防止淬火裂紋產生。在加熱溫度更高的情況下，鋼的奧氏體晶粒進一步粗化并產生晶界氧化，甚至晶界熔化，這種現(xiàn)象叫做過燒。產生過燒的工件，性能會急劇降低。傳統(tǒng)淬火3、軟點和硬度不足

工件或剛才淬火硬化后，表面硬度偏低的小區(qū)域稱為軟點。軟點可用銼刀檢查，容易錯動的地方就是軟點所在位置。零件進入介質的方式是造成軟點和硬度不足的重要原因。4、淬火裂紋

淬火裂紋是工件在淬火冷卻過程中產生的裂紋。這種裂紋是工件進入冷卻介質中不久之后，溫度降低的時候產生的。最常見的淬火裂紋有縱向裂紋、橫向裂紋、網(wǎng)狀裂紋和應力集中裂紋等等。真空高壓氣冷淬火TextinhereTextinhere

真空高壓氣淬作為一種真空熱處理技術,起始于二十世紀七十年代,它具有油冷淬火、鹽浴淬火不可比擬的優(yōu)點:①工件表面質量好,無氧化、無增碳;②淬火均勻性好,工件變形小;③淬火強度可控性好,冷卻速度能通過改變氣體壓力和流速進行控制;④生產率高;⑤無環(huán)境污染等。在近三十年時間內,真空高壓氣淬技術得到了迅速發(fā)展、推廣和應用,特別是隨著淬火壓力的提高,使得真空熱處理的材質范圍進一步擴大,工件淬火硬度和可淬硬尺寸得到了明顯提高。目前,在先進的工業(yè)國家如美國、德國、日本等,真空高壓氣體淬火技術已成為高速鋼、高合金模具鋼熱處理的主導工藝。概述TextinhereCZQ-120型高壓高流率氣冷真空爐TextinhereTextinhereTextinhere淬火原理：

在氣淬過程中,工件的熱量主要靠循環(huán)氣體的強制對流傳熱帶走，在其它因素一定的情況下,對流換熱系數(shù)越大,淬火所經(jīng)歷的時間越短,冷卻速度越快。影響工件冷卻速度的因素：

主要有淬火氣體壓力、淬火氣體流量、淬火氣體類型、換熱器的換熱能力、爐膛結構和爐膛內工件布置方式等。其中對冷卻速度影響最為顯著的因素是淬火氣體的壓力和流率。Textinhere淬火氣體類型對冷速的影響：

在相同的溫度和壓力下,高壓氣淬所用的淬火氣體密度應小,以減小通過淬火回路流動時所需風機功率;比熱應大,能從工件上移去更多的熱量;導熱系數(shù)應大,以減小氣體流動時對流傳熱邊界層的熱阻。四種常用的淬火氣體是氫氣、氦氣、氮氣和氬氣,其冷卻能力依次是氫氣>氦氣>氮氣>氬氣。氫氣有爆炸的危險,工業(yè)熱處理很少使用。氦氣也有很好的性能,但價格較貴,限制了其使用。最常用的是氮氣,價格較便宜,較易獲得,隨著工件對淬火性能要求的提高,已不再能滿足要求。Textinhere不同結構的氣流方式Textinhere縱橫截面圖PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

國產真空高壓氣淬設備所面臨的主要問題：

1，設備性能有待穩(wěn)定,使用壽命有待提高

2，風機消耗功率過大,使用效率有待提高

3，換熱器換熱性能差,換熱效率有待提高

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1，新型真空高壓氣淬設備的開發(fā)①開發(fā)研制氣淬壓力大于10bar的超高壓氣淬設備；②開發(fā)研制雙室真空高壓氣淬設備2，真空高壓氣淬工藝過程的改進①低溫對流輻射加熱系統(tǒng)②等溫分級淬火控制系統(tǒng)3高壓氣淬系統(tǒng)的理論研究①低溫對流輻射加熱系統(tǒng)②等溫分級淬火控制系統(tǒng)③爐區(qū)內氣體溫度場的模擬計算④換熱器換熱能力計算⑤風機的設計計算國內真空高壓氣淬技術和設備的研究方向：Textinhere其他先進淬火工藝一、激光淬火：激光淬火是利用激光將材料表面加熱到相變點以上，隨著材料自身冷卻，奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，從而使材料表面硬化的淬火技術。

優(yōu)點：1．淬火硬度比常規(guī)方法高、淬火層組織細密、強韌性好。2．激光加熱速度快，熱影響區(qū)小，又是表面掃描加熱淬火，即瞬間局部加熱淬火，所以被處理的模具變形很小。幾乎不破壞表面粗糙度。3．激光束發(fā)散角很小，具有很好的指向性，能夠通過導光系統(tǒng)對模具表面進行精確的局部淬火。4．激光淬火清潔、高效，不需要水或油等冷卻介質。TextinhereTextinhere發(fā)展現(xiàn)狀：

激光淬火廣泛應用于交通運輸、紡織機械、重型機械、精密儀器的制造等；在諸多的應用中，尤以在汽車制造業(yè)內的應用最為活躍、創(chuàng)造的經(jīng)濟價值最大。在許多汽車關鍵件上，如缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、排氣閥、閥座、搖臂、鋁活塞環(huán)槽等幾乎都可以來用激光熱處理。華中理工大學和武漢重型機床廠等聯(lián)合研制的多用途數(shù)控五軸聯(lián)動激光加工系統(tǒng)，是多功能、綜合性的機光電一體化設備，能完成平面和三維曲面的激光加工。

西安理工大學的機械自動化研究所研制成五軸數(shù)控多功能激光加工機床H。其控制部分采用美國TextinhereDelta公司生產的8軸Pmac控制卡，可以實現(xiàn)五軸聯(lián)動，能夠滿足復雜型面的切割、焊接以及表面淬火功能對運動的要求。清華大學機械系激光加工研究中心開發(fā)研制成功了一種基于工業(yè)Pc的開放式多功能激光加工數(shù)控統(tǒng)，可以通過自動編程將激光加工的圖形自動轉化成加工代碼，據(jù)稱，該系統(tǒng)已成功應用于激光割、焊接和淬火工藝。發(fā)展趨勢1.優(yōu)化激光淬火工藝參數(shù)，提高淬火質量和效率2.積極采取措施，提高生產效率①開發(fā)高效的激光吸收涂料②應用吸收率高的激光二、等離子淬火：

等離子弧表面淬火是應用等離子束將金屬材料表面加熱到相變點以上,隨著材料自身的冷卻,奧氏體轉變成馬氏體,在表面形成由超細化馬氏體組成的硬化帶,具有比常規(guī)淬火更高的表面硬度和強化效應。優(yōu)點：

用等離子弧熱源進行表面淬火具有與激光淬火相同的一些優(yōu)點,更具有激光淬火無法比擬的顯著優(yōu)點：1.等離子弧表面淬火設備只需在普通應用的等離子弧發(fā)生器的基礎上作些改進即可實現(xiàn)表面淬火要求,在技術上、制造上都很容易實現(xiàn)。而目前國內只能生產功率較低的激光表面淬火設備,限制了激光表面淬火技術的應用范圍。2.在激光淬火前,工件需進行磷化即黑化處理,以提高光的吸收系數(shù),這樣就增加了淬火工序,并且,黑化質量對激光熱處理的效果影響很大,而等離子表面淬火不需類似的工序即可完成。3.由于技術和設備的原因,目前激光器的工業(yè)效率（即電光能量轉換效率）很低,不超過15%,而等離子弧表面淬火設備的熱效率要高出許多。4.激光表面淬火設備的價格昂貴,體積龐大,對操作人員的技術要求高,造成安裝場地要求高,生產成本高,而等離子弧表面淬火設備價格便宜,體積小,降低了生產成本。5.由于激光設備的原因,激光淬火在內孔表面等部位的淬火長度受到限制,等離子弧表面淬火通過采用合適的工裝,可以實現(xiàn)對深孔表面強化。缺點：

等離子弧表面淬火外部影響因素很多,在淬火過程中都需要控制,對實現(xiàn)穩(wěn)定的淬火工藝增加了難度。等離子弧表面淬火對于工件的小的局部,窄的溝、槽等表面實現(xiàn)比較困難,而且,硬化層深度較淺,有一定的應用限制。發(fā)展現(xiàn)狀：等離子弧被作為種新的能量熱源是在本世紀二十年代被實際應用的,七十年代得到了發(fā)展,在這個時期被實際應用在了焊接、切割、噴鍍業(yè)領域。八十年代出現(xiàn)了等離子弧切削,同時，激