熱處理與表面處理

第4頁共6頁熱處理與表面處理1、概述將原材料或半成品置于空氣或特定介質(zhì)中，用適當(dāng)方式進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，使之獲得人們所需要的力學(xué)或工藝性能的工藝方法，稱為熱處理。按其特點，可分為一般熱處理、化學(xué)熱處理和表面熱處理三種。1.1熱處理的工藝特點和處理目的（1）一般熱處理1）工藝特點、處理目的和應(yīng)用類別工藝特點目的和應(yīng)用退火將工件加熱到一定溫度（相變或不相變)保溫后緩冷下來,或通過相變以獲得珠光體型組織,或不發(fā)生相變的消除應(yīng)力降低硬度的一種熱處理方法。1、降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能或壓力加工性能；2、經(jīng)相變退火提高成分和組織的均勻性、改善加工工藝性能，并為下道工序作準(zhǔn)備；3、消除鑄、鍛、焊、扎冷加工等所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。正火一般將鋼件加熱到臨界溫度Ac3或Accm＋40~60℃，保溫一定時間，達(dá)到完全奧氏體化和均勻化，然后在自然流通的空氣中均勻冷卻。大件正火也可采用風(fēng)冷、噴霧冷卻等以獲得正火均勻的效果調(diào)整鋼件的硬度、細(xì)化組織及消除網(wǎng)狀碳化物，并為淬火作好組織準(zhǔn)備。其主要應(yīng)用如下：1、用于含碳量低于0.25%的低碳鋼工件,使得到量多且細(xì)小的珠光體組織,提高硬度,從而改善其切削加工性能;2、消除過共析鋼中網(wǎng)狀滲碳體為球化退火作準(zhǔn)備;3、作為中碳鋼合金結(jié)構(gòu)鋼淬火前的預(yù)先處理，以減少淬火缺陷;4、作為要求不高的普通結(jié)構(gòu)件的最終熱處理;5、用于淬火返修件消除內(nèi)應(yīng)力和細(xì)化組織以防重淬火時產(chǎn)生變形與開裂。淬火將工件加熱至Ac3或Ac1＋20~30℃，1、提高硬度和耐磨性;2、淬火后經(jīng)中溫或高溫回火，可獲得良好的綜合機械性能。回火將淬火后的工件重新加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一段時間，然后取出以一定方式冷卻下來。1、降低脆性，消除內(nèi)應(yīng)力，減少工件的變形和開裂。2、調(diào)整硬度、提高塑性和韌性獲得工件所要求的機械性能。3、穩(wěn)定工件尺寸。類別工藝特點目的和應(yīng)用回火低溫回火回火溫度為150℃~降性脆性和內(nèi)應(yīng)力的同時，保持鋼在淬火后的高硬度和耐磨性。主要用于各種工具、模具、滾動軸承以及滲碳或表面淬火的零件。中溫回火回火溫度為350℃~在保持一定韌性的條件下提高彈性和屈服強度，主要用于各種彈簧、鍛模、沖擊工具和某些要求高強度的零件。高溫回火回火溫度為500℃~650可獲得強度、塑性、韌性都較好的綜合機械性能。廣泛用于各種較為重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸，不但可作為這些重要零件的最終處理，而且還?？勺鳛槟承┚芰慵缃z桿等的預(yù)先熱處理，以減小最終熱處理中的變形，并為獲得較好的最終性能提供組織基礎(chǔ)。冷處理將淬火后的工件，在零度以下的低溫介質(zhì)中繼續(xù)冷卻，一般冷到零下60℃~80可提高工件硬度、抗拉強度和穩(wěn)定工件尺寸。主要用于合金鋼制成的精密刀具、量具和精密零件，如量塊、量規(guī)、鉸刀、樣板、高精度絲杠、齒輪等，還可使磁鋼更好地保持磁性。2）具體材料的熱處理溫度和所得到的硬度，這里不一一例舉，可參見有關(guān)熱處理的專業(yè)手冊，或機械加工工藝手冊的熱處理章節(jié)。（2）化學(xué)熱處理類別工藝特點目的和應(yīng)用滲碳將低碳或中碳鋼工件放入滲碳介質(zhì)中加熱及保溫，使工件表面層增碳，經(jīng)滲碳的工件必須進(jìn)行淬火和低溫回火，使工件表面滲碳層獲得回火馬氏體組織。當(dāng)滲碳件的某些部位不允許高硬度時，則可在滲碳前采取防滲措施，即在滲前對防滲部位進(jìn)行鍍銅或敷以防滲涂料，并根據(jù)需要在淬火后進(jìn)行局部退火軟化處理。增加鋼件表面硬度，提高其耐磨懷和疲勞強度，并同時保持心部原材料所具有的韌性，適用于中小型零件和大型重負(fù)荷、受沖擊，要求耐磨的零件，如：齒輪、軸等。將工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表面的工藝，稱化學(xué)熱處理。如：滲碳和滲氮。類別主要因素表現(xiàn)形式解決措施產(chǎn)品工藝性產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)不利于熱處理均勻加熱和冷卻，如相鄰部位截面變化或形狀不對稱。不均衡的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力造成工件變形。1、根據(jù)可能改善產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)的工藝性;2、熱后矯正變形;3、精密件矯正后進(jìn)行去除應(yīng)力處理;4、利用相變超塑化的特性進(jìn)行加壓淬火或加壓回火，提高工件尺寸穩(wěn)定性，保持較好的精度。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、精度要求和選擇的材料不適應(yīng)。高精度工件采用淬透性底的快冷淬火材料、熱處理時變形大。選擇淬透性較高、淬火變形小的材料。產(chǎn)品與材料特性對某種結(jié)構(gòu)工件，按材料特性，經(jīng)熱處理都要產(chǎn)生各自的規(guī)律性尺寸變化。尺寸的改變包括長度的伸縮、直徑、角度、錐度的變化、距離的改變，螺距的變化、齒輪齒白、壓力角、按能量及其其他各種規(guī)律性的變形。大量投產(chǎn)之前應(yīng)進(jìn)行各種工藝和材料試驗，找出熱處理變化規(guī)律、提出熱前加工尺寸的預(yù)補償或熱后修正。3、金屬表面處理表面處理一般指化學(xué)處理、電化學(xué)處理、物理處理及機械處理等方法，通過使用金屬表面生成一層金屬或非金屬覆蓋層，用以提高金屬工件的防蝕、裝飾、耐磨或其他功能。3.1電鍍是一種在工件表面通過電沉積的方法生成金屬覆蓋層，使獲得裝飾、防腐及某些特殊性能的工藝方法。3.2鍍層的選擇鍍層用途基體材料電鍍類別防止火氣腐蝕鋼、鐵鋁及其合金鎂及其合金鋅合金銅及其合金鍍鋅、磷化、氧氣陽極氧化化學(xué)氧化防護(hù)裝飾鍍鉻鍍錫、鎳防止海水腐蝕鋼鍍鉻防止硫酸、硫酸鹽、硫化物作用鋼鍍鉛防止?jié)B碳鋼鍍銅防止?jié)B氮鋼鍍錫防止磨擦表面的機械磨損鋼、鐵鍍鉻修復(fù)尺寸鋼、鐵、銅及其合金鍍鉻、鐵、鍍銅提高減磨性能鋼鍍鉛、銀、銦提高反光性能鋼、銅及其合金鍍銀、銅-鎳-鉻提高導(dǎo)電性能黃銅鍍銀提高釬焊性鋼、黃銅鍍銅、鍍錫防腐裝飾性鋼、鐵、銅、鋅合金、鉛及其合金防護(hù)裝飾鍍鉻陽極氧化處理3.3化學(xué)鍍化學(xué)鍍是借助于溶液中的還原劑使金屬離子被還原成金屬狀態(tài)，并沉積在工件表面上的一種鍍覆方法，其優(yōu)點是任何外形復(fù)雜的工件都可獲得厚度均勻的鍍層、鍍層改密、孔隙小，并有較高的硬度，常用的有化學(xué)鍍銅和化學(xué)鍍鎳?；瘜W(xué)