常用表面热处理及工艺简介
钢的表面热处理
第八章钢的表面热处理知识要点：表面热处理的目的、分类；常用的表面热处理工艺（感应加热表面淬火和渗碳）；了解表面热处理的典型零件。
一、表面热处理的目的1．提高零件的表面性能，具有高硬度、高耐磨和高的疲劳强度。
→保证高精度2．使零件心部具有足够高的塑性和韧性。
→防止脆性断裂。
“表硬心韧”二、表面热处理的分类及工艺特点主要有两大类：表面淬火和化学热处理。
（一）表面淬火1．工艺：将工件表面快速加热到奥氏体区，在热量尚未达到心部时立即迅速冷却，使表面得到一定深度的淬硬层，而心部仍保持原始组织的一种局部淬火方法。
工艺特点：（1）不改变工件表面化学成分，只改变表面组织和性能；（2）表面与心部的成分一致，组织不同。
2．所用材料一般多用中碳钢、中碳合金钢，也有用工具钢、球墨铸铁等。
典型零件:如用40、45钢制作的机床齿轮齿面的强化、主轴轴颈处的硬化等。
3．常用表面淬火方法主要有：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火和激光加热表面淬火。
（1）感应加热表面淬火原理：通以一定频率交变电流的感应线圈，产生的交变磁场在工件内产生一定频率的感应电流（涡流），利用工件的电阻而将工件加热；由于感应电流的集肤效应，使工件表层被快速加热至奥氏体化，随后立即快速冷却，在工件表面获得一定深度的淬硬层。
感应线圈→交变磁场→感应电流→工件电阻→加热，集肤效应→表层加热，快冷→淬硬层。
工件淬硬层的深度与频率有关：A. 0.2～2mm，高频感应加热（100—500KHz），适用于中小型齿轮、轴等零件；B．2～10mm，中频感应加热（0.5—10KHz），大中型齿轮、轴；C．〉10—15mm，工频感应加热（50Hz），用于大型轴、轧辊等零件。
特点：淬火质量好，表层组织细密、硬度高、脆性小、疲劳强度高；生产频率高、便于自动化，但设备较贵，不适于单件和小批量生产。
应用：主要零件类型是轴类、齿轮类、工模具，最常见的有：齿轮，如机床和精密机械上的中、小模数传动齿轮，蒸汽机车、内燃机车、冶金、矿山机械等上的大模数齿轮。
热处理中的表面处理工艺及其应用
热处理中的表面处理工艺及其应用热处理是指通过加热和冷却的过程改变材料的性质和结构，以提高材料的硬度、强度和耐磨性等特性。
在热处理中，表面处理是一个关键的环节，它可以对材料的表面进行改良，增强其耐磨、耐腐蚀等性能。
本文将重点介绍热处理中的表面处理工艺及其应用。
一、淬火和回火淬火和回火是热处理中最常用的表面处理工艺之一。
淬火是指将材料加热到临界温度以上，然后迅速冷却，使材料表面形成马氏体结构，提高材料的硬度和强度。
而回火则是在淬火后将材料加热到较低的温度并保持一段时间，以减轻淬火带来的内应力和脆性，提高材料的韧性和可加工性。
淬火和回火广泛应用于钢材、合金材料等的表面处理和强化。
二、氮化处理氮化处理是一种将材料表面与氮元素发生化学反应，形成氮化物薄膜的表面处理工艺。
氮化处理可以显著提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
常见的氮化处理包括气体氮化、离子氮化和盐浴氮化等。
氮化处理在汽车零部件、模具制造以及航空航天等领域有广泛的应用。
三、电镀电镀是一种透过将金属离子置于电解质溶液中，然后利用电解作用，在导电的基材上沉积所需的金属薄膜的表面处理工艺。
电镀可以改善材料表面的电导性、耐磨性和抗腐蚀能力。
常见的电镀方法包括镀铬、镀镍、镀锌等。
电镀广泛应用于汽车制造、电子设备以及装饰品制作等行业。
四、渗碳处理渗碳处理是一种通过将材料浸入具有高碳含量的介质中，使其表面碳原子浸渗进入材料内部形成高碳浓度层的表面处理工艺。
渗碳处理可以显著提高材料的硬度、耐磨性和疲劳寿命。
常见的渗碳处理方法包括气体渗碳、盐浴渗碳和液体渗碳等。
渗碳处理广泛应用于汽车零部件、机械设备以及工具制造等领域。
五、喷涂喷涂是一种利用喷枪将涂料、涂敷剂等喷射到材料表面形成涂层的表面处理工艺。
喷涂可以改善材料的耐磨性、耐高温性和防腐性能。
常见的喷涂方法包括喷漆、喷粉末和喷涂保温涂料等。
喷涂广泛应用于汽车制造、建筑装饰以及航空航天等领域。
六、机械加工机械加工是一种通过对材料表面进行切削、锉磨、打磨等加工方法，以改善材料表面的粗糙度和平整度的表面处理工艺。
常用的热处理工艺及目的
常用的热处理工艺及目的
一、常用热处理工艺：
1、回火：通过加热和慢速冷却，以改善金属材料机械性能和提高组
织稳定性。
2、正火：用于改善金属材料的组织结构，改善其界面性能。
3、退火：通过加热和慢速冷却，以减软、增韧和提高可塑性的目的
而进行热处理。
4、淬火：通过加热和快速冷却的热处理，使金属材料具有高的强度、韧性和良好的耐磨性。
5、硬质化处理：使金属材料具有超强的硬度和韧性，提高耐磨性和
热强度。
6、马氏体稳定化处理：针对一些特定材料，利用恒定温度和时间，
使马氏体组织达到稳定。
7、球化处理：通过加热和冷却，使金属材料表面组织形成球状结晶，从而改善表面性能。
8、脆化处理：通过调节温度和时间，使金属材料变得脆性，以便后
期的热处理。
二、常用热处理的目的：
1、为了改善金属材料的机械性能，提高其强度、韧性和硬度等。
2、为了改善金属材料的抗磨性，耐腐蚀性和热强度等。
3、为了改变材料组织结构，改善显微组织形貌，改变金属材料的晶粒大小。
4、为了改善金属材料的界面性能，使其变为球状结晶，从而改善了其可塑性和抗锈腐性。
常用表面处理工艺及热处理工艺
正火：又称常化，是将工件加热至Ac3或Acm以上40~60℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
运用范围：①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。
②用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。
④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
目的：使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度。
退火：将金属构件加热到高于或低于临界点，保持一定时间，随后缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。
目的：降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
退火工艺随目的之不同而有多种，如等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。
注: 正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。
一般合金钢坯料常采用退火，若用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬度较高，不利于切削加工。
淬火：将钢件加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
热处理工艺介绍——表面淬火、退火工艺、正火工
表面淬火•钢的表面淬火有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
•感应加热表面淬火感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。
感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点：1。
热源在工件表层，加热速度快，热效率高2。
工件因不是整体加热，变形小3。
工件加热时间短，表面氧化脱碳量少4。
工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。
有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命5。
设备紧凑，使用方便，劳动条件好6。
便于机械化和自动化7。
不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。
•感应加热的基本原理将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。
这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。
•感应表面淬火后的性能1。
表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3个单位（HRC）。
2。
耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。
这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。
3。
疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。
对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。
常用材料热处理表面处理
常用材料热处理表面处理1. 引言1.1 热处理的概念热处理是指通过对金属材料进行加热和冷却过程，以改变其结构和性能的方法。
热处理是金属材料加工中非常重要的一环，可以显著提高材料的硬度、强度、韧性和耐磨性等性能，同时也可以改善材料的加工性能和使用寿命。
热处理的原理是通过控制材料的组织结构来控制材料的性能，通过调整材料的晶粒大小、分布和相变来实现这一目的。
在实际生产中，热处理通常包括退火、正火、淬火和回火等工艺，每种工艺都有不同的加热温度、保温时间和冷却速度要求，以实现不同的材料性能要求。
热处理过程中需要严格控制各个参数，以确保获得理想的材料性能。
热处理不仅可以提高材料的整体性能，还可以为表面处理提供基础。
表面处理是指通过改变材料表面的化学、物理性质来增强其表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能的方法。
热处理和表面处理往往结合应用，共同提升材料的整体性能。
在工程领域中，热处理和表面处理被广泛应用于各种金属制品的生产和加工过程中。
1.2 表面处理的重要性表面处理作为热处理的重要环节之一，在材料加工领域扮演着至关重要的角色。
通过表面处理，可以改善材料的表面性能，增强其耐磨、耐腐蚀、耐疲劳等性能，延长材料的使用寿命。
表面处理还可以提高材料的工艺加工性能，使其更易加工、更具韧性。
表面处理还可以美化材料的外观，提升产品的市场竞争力。
在今天日益激烈的市场竞争中，产品质量和性能要求越来越高，而表面处理正是满足这些要求的关键技术之一。
通过合理选择表面处理方法，可以使产品具有更好的耐用性和功能性，从而提高产品的附加值和市场竞争力。
表面处理不仅是材料加工领域中的一个重要环节，更是现代制造业中不可或缺的一部分。
通过对表面处理的深入研究和应用，可以进一步推动材料加工技术的发展，推动产品质量的提升，推动整个行业的进步和发展。
2. 正文2.1 热处理常用材料热处理常用材料包括钢、铝、铜、镍等金属材料以及塑料、陶瓷等非金属材料。
钢是最常见的热处理材料之一，通过控制加热和冷却过程可以改变钢的组织和性能，使其具有不同的硬度、强度和耐腐蚀性。
常见热处理工艺
常见热处理工艺
热处理是指通过加热、保温和冷却等工艺，改变金属材料的组织和性能。
在工业生产中，热处理是一种重要的工艺手段，可以使金属材料具有更好的力学性能、物理性能和化学性能。
常见的热处理工艺有退火、正火、淬火、回火等。
1. 退火
退火是指将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却至室温。
退火可以改善金属的塑性、韧性和可加工性，同时对于去除应力和改善表面质量也有很好的效果。
2. 正火
正火是指将金属材料加热到一定温度，然后在空气中自然冷却。
正火可以提高金属的硬度和强度，同时提高金属的韧性和可焊性。
3. 淬火
淬火是指将金属材料加热到一定温度，然后迅速浸入水或者油中冷却。
淬火可以使金属的硬度和强度提高，但是会降低金属的韧性。
淬火常用于制造高强度、高硬度的零件。
4. 回火
回火是指将经过淬火处理的金属材料再次加热到一定温度，然后冷却。
回火可以改善金属的韧性和韧度，同时可以去除淬火时产生的残余应力。
除了以上四种热处理工艺，还有渗碳、氮化、钝化等特殊的热处理工艺。
渗碳是一种将碳元素渗透到表面的热处理工艺，可以提高金属表面的硬度和耐磨性；氮化是一种将氮元素渗透到表面的热处理工艺，可以提高金属表面的抗腐蚀性；钝化是一种将金属表面形成一层氧化膜的热处理工艺，可以提高金属的抗腐蚀性。
热处理是一种非常重要的工艺手段，可以对金属材料的性能进行改善和调整，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
不同的热处理工艺可以适用于不同的金属材料和不同的工艺要求，需要根据具体情况进行选择和应用。
电子厂常用的五种表面处理工艺
电子厂常用的五种表面处理工艺电子厂作为一个高精密制造工业，需要对产品表面进行各种特殊的处理，以达到防腐、防潮、提高产品质量等目的。
以下将介绍电子厂常用的五种表面处理工艺。
一、化学镀铜技术化学镀铜是利用电化学原理，在表面涂上一层均匀的铜层。
对于电子制造行业来说，广泛应用在印刷电路板(PCB)的制造过程中。
化学镀铜越来越受到重视，因为它不仅能够提高电路板的导电性，而且还能增强电路板的抗腐蚀能力。
二、防氧化镀层技术电子元器件在使用过程中经常会出现氧化现象，导致电路不工作或者工作不稳定。
为了解决这个问题，电子厂采用防氧化镀层技术。
这种技术采用稀有金属或者其他合金材料进行表面处理，使电子元器件长时间处于无氧环境中不会氧化，从而提高了其使用寿命。
三、阳极氧化技术阳极氧化是一种将金属表面转化为表面微孔或多孔氧化膜的技术。
它广泛应用于轻工、机械、电子等领域，用于增加表面硬度、耐磨性、防腐性等方面。
该技术可以增加优质金属表面的耐磨性和硬度。
四、电镀技术电镀是在金属表面上沉积一层金属膜以改变金属表面的物理、化学性质，进而达到提高抗腐蚀能力的目的。
电子产业中使用最多的是电镀锡、电镀钴、电镀银等电镀工艺。
例如，电子印刷板通常先经过镀铜，然后再进行镀金、镀锡、镀铅等表面处理工艺。
五、热处理技术对于电子产品来说，热处理技术往往在金属模具、模具工作表面处理以及金属钎焊等工艺中广泛应用。
热处理可以改变金属材料的结晶状态，使其在工作温度范围内具有良好的力学性能、疲劳性能、耐磨性和抗腐蚀性。
总的来说，电子厂常用的五种表面处理工艺是化学镀铜、防氧化镀层技术、阳极氧化技术、电镀技术和热处理技术。
这些工艺在电子产品的制造过程中起到了关键作用，提高了产品质量，增强了产品的耐用性。
常用热处理和表面处理
常用热处理和表面处理常用热处理和表面处理（GB/T7232-1999和JB/T8555-1997）名称有效硬化层深度和硬度标注举例说明目的退火退火（163~197）HBS或退火加热→保温→缓慢→冷却用来消除铸·锻·焊零件的内应力，降低硬度，以利切削加工，细化晶粒，改善组织，增加韧性正火正火（170~217）HBS或正火加热→保温→空气冷却用于处理低碳钢·中碳结构钢及渗碳零件，细化晶粒，增加强度与韧性，减少内应力，改善切削性能淬火淬火（42~47）HRC 加热→保温→急冷工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或贝氏体的热处理工艺提高机件强度及耐磨性。
但淬火后引起内引力，使刚变脆，所以淬火后必须回火回火回火回火是将淬硬的钢件加热到临界点(Acı)以下的某一温度，保温一段时间，然后冷却到室温用来消除淬火后的淬性和内应力，提高刚的塑性和冲击韧性调制调制(200~230)HBS 淬火→高温回火提高韧性极强度、重要的齿轮、轴及丝杠等零件需调制感应淬火感应淬火DS=0.8~1.6,(48~52)HRC用感应电流将零件表面加热→急速冷却提高级件表面的硬度计耐磨性，而心部保持一定的韧性，使零件既耐磨又能承受冲击，常用来处理齿轮渗碳淬火渗碳淬火DC=0.8~1.2,(58~63)HRC将零件在渗碳介质中加热，保温，使碳原子渗入刚的表面后，在淬火回火深谈深度（0.8~1.2）mm提高级件表面的硬度，耐磨性，抗拉强度等，使用低碳中碳结构钢的中小结构性零件渗氮渗氮DN=0.25~0.4≧850HV将零件放入氨气内加热，使氨原子渗入钢表面。
氮提高级件表面的硬度，耐磨性，抗拉强度等，化层（0.25~0.4）mm氮化时间(40~50)h 适用于合金钢，碳钢，铸铁件，如机床主轴，丝杠，重要液压元件的零件。
常用表面热处理及金属表面处理工艺
用于经退火.正火.调质的零件及铸件的硬度检讨
HRC
用于经淬火.回火及概况化学处理的零件的硬度检讨
HV
特殊实用于薄层硬化零件的硬度检讨
金属概况处理工艺
名称
界说
机械抛光
机械抛光是在专用的抛光机长进行抛光,靠极细的抛光粉和磨面间产生的相对磨削和滚压感化来清除磨痕的,分为粗抛光和细抛光.
2、人工稳固化处理：加热到500~600oC,在这个温度保持10~20h或者更长时光
使铸件清除内应力,稳固工件的外形和尺寸
用于机床床身等大型铸件
冷处理
将淬火钢持续冷却至室温以下的处理办法
进一步进步硬度.耐磨性,并使其尺寸趋于稳固
用于轴承的钢球.量规等
硬
度
HB
材料抵抗硬的物体压入零件概况的才能称为“硬度|”.依据测量办法不合,可分为布氏硬度.洛氏硬度.维氏硬度
化学抛光
应用金属材料在电解液中的选择性自消融感化,以下降其概况光滑度的进程
是靠化学试剂对样品概况凹凸不服区域的选择性消融感化清除磨痕.浸蚀整平的一种办法.
磷化涂装
磷化工艺进程是一种化学与电化学反响形成磷酸盐化学转化膜的进程,所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜.磷化的目标主如果：给基体金属供给呵护,在必定程度上防止金属被腐化;用于涂漆前打底,进步漆膜层的附出力与防腐化才能;在金属冷加工工艺中起减摩润滑应用.
经淬火后在加热到相变温度以下的某一温度,在该温度逗留一准时光,然后在水.油或空气中冷却
1.清除淬火时产生的内应力
2.增长韧性,下降硬度
高碳钢制的对象.量具.刃具,用低温回火;
弹簧顶用中温(350~500)0C回火
调质
热处理与表面处理
热处理与外表处理1、概述将原材料或半成品置于空气或特定介质中，用适当方式进行加热、保温和冷却，使之获得人们所需要的力学或工艺性能的工艺方法，称为热处理。
按其特点，可分为一般热处理、化学热处理和外表热处理三种。
〔1〕一般热处理2〕具体材料的热处理温度和所得到的硬度，这里不一一例举，可参见有关热处理的专业手册，或机械加工工艺手册的热处理章节。
〔2〕化学热处理将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的外表的工艺，称化学热处理。
如：渗碳和渗氮。
〔3〕外表热处理快速加热工件，使外表组织迅速相变，转变成奥氏体，经淬火冷却，使外表淬硬而心部〔1〕复杂性：①工艺类别②装备水平③刀具结构④选择的工艺参数⑤冷却液性能〔2〕规律性：降低材料硬度、均匀组织，提高切削脆性是改善材料加工性能的重要措施。
2、热处理变形工件的热处理变形产生于外力的作用和内应力状态的变化。
外力是指工件在热处理加热过程中由于自重、摆放方法不当或其他外部加载的力量。
内应力是指工件在热处理过程中，由于热胀冷缩和组织转变不均匀性引起的工件内部应力。
不同部位热胀冷缩的不均匀性所产生的内应力称为热应力，组织转变不均匀性产生的内应力称为组织应力。
无论是外力或是内应力，都要引起工件的变形。
当应力超过材料的屈服点时，就会产生塑性变形或称永久变形。
三种：即体积、形状和翘曲变形。
而具体到一个工件上，往往显示出三种类型的综合交叉形式。
3、金属外表处理外表处理一般指化学处理、电化学处理、物理处理及机械处理等方法，通过使用金属外表生成一层金属或非金属覆盖层，用以提高金属工件的防蚀、装饰、耐磨或其他功能。
3.1电镀是一种在工件外表通过电沉积的方法生成金属覆盖层，使获得装饰、防腐及某些特殊性能的工艺方法。
化学镀是借助于溶液中的复原剂使金属离子被复原成金属状态，并沉积在工件外表上的一种镀覆方法，其优点是任何外形复杂的工件都可获得厚度均匀的镀层、镀层改密、孔隙小，并有较高的硬度，常用的有化学镀铜和化学镀镍。
热处理知识及工艺介绍
1. 正火normalizing：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。 2. 退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺 3. 淬火quenching：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺 4. 回火tempering：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺
相区
（1）单相区 简化的Fe- Fe3C相图中有F、A、L和Fe3C 四个单相区。 （2）两相区 简化的Fe- Fe3C相图中有五个两相区，即 L+A两相区、L+Fe3C两相区、A+Fe3C两相区、A+F两相 区和F+ Fe3C两相区。 每个两相区都与相应的两个单相区相邻；两条三相共存线， 即共晶线ECF，L、A和Fe3C三相共存，共析线PSK，A、F 和Fe3C三相共存。
4）合金工具钢
（1）低合金刃具钢 车、铣、铰刀等 性能要求： 回火稳定性 a) 硬度和耐磨性；b)强度和韧性；c）红硬性 ；d)工艺性 （2）高速钢 淬透性好，红硬性高，小截面刀具空气中能淬透 典型牌号： W18Cr4V （3）模具钢 a)冷作模具钢 b)热作模具钢 P70性能 （4）量具钢 多选用碳素工具钢、低合金工具钢（9SiCr、CrMn）、轴承钢（GCr15）制作
3、奥氏体的形成速度
43
(1)温度：加热温度越高，晶粒越大； (2)合金成分： ① 碳含量增高，晶粒长大倾向增大，残余渗碳体增加，则倾向减小； ② 形成碳化物、氮化物、氧化物的元素增加，则阻碍晶粒长大； ③ 锰、磷元素增加，晶粒增大。
简述常用热处理工艺的原理与特点
简述常用热处理工艺的原理与特点-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII简述常用热处理工艺的原理与特点。
热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
热处理工艺原理1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
4、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
5、调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
特点：金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，金球的热处理工艺与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
比较钢材与非金属材料热处理的异同点。
热处理有金属材料热处理和非金属材料热处理相同点：热处理的原理基本一样，都是一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
不同点：1.钢的表面热处理有两大类：一类是表面加热淬火热处理，另一类是化学热处理。
常用金属表面处理工艺及技术
③ 工件应力变形小。基体可保持较低的温度，工件产生的应力 变形很小。
n ⑶ 激光热处理: 利用高能量密度的 激光对工件表面进行加热的方法。 效率高，质量好。
火焰加热表面淬火
激光表面热处理
火焰加热表面淬火示意图
二、化学表面热处理
n 化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温，使 介质中活性原子 渗入工件表层从 而改变工件表层 化学成分和组织, 进而改变其性能 的热处理工艺。
n 将工件放入密封炉内，在高 温渗碳气氛中渗碳。
n 渗剂为气体 (煤气、液化气 等)或有机液体(煤油、甲醇 等)。
n 优点: 质量好, 效率高； n 缺点: 渗层成分与深度不易
控制
气体渗碳 法示意图
n ⑵ 固体渗碳法 n 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。 n 渗剂为木炭。 n 优点：操作简单； n 缺点：渗速慢，劳动条件差。
离子氮化炉
n ⑷氮化的特点及应用 n 氮化件表面硬度高（69~72HRC），耐磨性高。 n 疲劳强度高。由于表面存在压应力。
氮 化 层 组 织
38CrMoAl氮化层硬度
n ⑶工件变形小。原因是氮化温度低，氮化后不需进行热处理。 n ⑷ 耐蚀性好。因为表层形成的氮化物化学稳定性高。 n 氮化的缺点：工艺复杂，成本高，氮化层薄。 n 用于耐磨性、精度要求高的零件及耐热、耐磨及耐蚀件。如
无数个小锤锤击金属表面，使零件表层和次表层发生一定的 塑性变形而实现强化的一种技术。 n 应用：形状较复杂的零件 n 在磨削、电镀等工序后进行
2、滚压处理 n 利用自由旋转的淬火钢滚子对钢件的已加工表面进行滚压，
使之产生塑性变形，压平钢件表面的粗糙凸峰，形成有利的 残余压应力，从而提高工件的耐磨性和抗疲劳能力。 n 应用：圆柱面、锥面、平面等形状比较简单的零件
常用热处理方法工艺方法及应用
3
淬火
加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上30～50℃，保持一定时间，然后在水中或油中急冷却
提高硬度和耐磨性
4
回火
低温回火
淬火后再加热到150～250℃，保温后空冷或油冷
用于量具和刃具
中温回火
淬火后再加热到300～500℃，保温后空冷或油冷
用于弹簧和热锻模
消除内应力，适用于铸件、焊件
再结晶退火
加热到600～700℃，保温后空气中冷却
消除加工硬化，用于冲压和冷拉件的中间பைடு நூலகம்工
均匀化退火
加热到1050～1150℃，保温后缓冷
消除偏析，消除铸铁件的白口组织
2
正火
加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上30～50℃（约850～900℃），保温适当时间后，在空气中冷却
常用热处理方法工艺方法及应用
序号
热处理方法
工艺方法
应 用
1
退火
完全退火
加热到Ac3以上20～50℃，保温后随炉慢冷
降低硬度，细化晶粒，消除内应力，提高塑性和韧性，适用于亚共析钢
球化退火
加热到Ac1以上10～30℃，保温后随炉慢冷
用于过共析钢，降低硬度，消除内应力，得到球状珠光体
低温退火
加热到500～600℃，保温后缓冷
7
时效
加热至80～200℃，保温5～20h或更长时间，空冷
稳定组织和尺寸，消除残余应力，消除氢脆倾向
高温回火
淬火后再加热到500～600℃，保温后空冷，亦称调质处理
用于受复杂重载的机器零件
5
渗碳
加热到900～940℃，使渗碳剂中的碳原子渗入钢件表层
表面热处理的原理及其应用
表面热处理的原理及其应用前言表面热处理是一种通过加热金属材料的表面以改变其性能的工艺。
它可以对金属材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性等进行改善，从而延长其使用寿命。
本文将介绍表面热处理的原理以及它在各个行业中的应用。
表面热处理的原理表面热处理的原理主要包括热软化、硬化、表面改性等几个方面。
热软化热软化是指将金属材料加热至其临界温度以下，使其晶粒长大并晶界迁移，从而降低其硬度和强度。
这种热处理方法常用于金属的冷加工工艺中，可以使材料变得更易于加工。
热软化方法有退火、回火等。
硬化硬化是通过加热金属材料并迅速冷却，使其发生组织和相变的改变，从而提高其硬度和强度。
这种热处理方法常用于提高金属材料的耐磨性和耐疲劳性。
硬化方法有淬火、淬火+回火、等离子氮化等。
表面改性表面改性是通过对金属材料表面进行处理，改变其表面形状、化学成分和微观结构，从而获得所需的表面性能。
这种热处理方法常用于提高金属材料的耐腐蚀性和耐磨性。
表面改性方法有氮化、碳化、镀层等。
表面热处理的应用表面热处理在各个行业中均有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：汽车制造业在汽车制造业中，表面热处理常用于发动机零部件、传动系统和悬挂系统等关键部件的制造中。
通过对这些部件进行硬化处理，可以提高它们的耐磨性和耐疲劳性，从而提高整车的可靠性和使用寿命。
机械制造业在机械制造业中，表面热处理常用于刀具、模具、轴承等零部件的制造。
通过对这些零部件进行硬化处理，可以提高它们的硬度和耐磨性，从而延长其使用寿命，并提高加工效率。
能源行业在能源行业中，表面热处理常用于燃气轮机、汽轮机、发电机等设备的制造。
通过对这些设备的叶片和叶栅进行表面改性处理，可以提高它们的耐腐蚀性和抗磨损性，从而提高能源设备的运行效率和可靠性。
航空航天业在航空航天业中，表面热处理常用于航空发动机、飞机结构和航天器零部件的制造。
通过对这些部件进行热软化和硬化处理，可以提高它们的强度和耐久性，从而确保航空航天器的安全性和可靠性。
表面热处理目的
表面热处理的目的引言表面热处理是一种常用的工艺，通过在材料表面加热、保温和冷却等过程，改变材料表面的性能和组织结构，以提高材料的硬度、耐磨性、耐蚀性等特性。
不同的表面热处理方法有不同的目的和应用领域，本文将探讨几种常见的表面热处理方法及其目的。
淬火目的淬火是一种通过迅速冷却材料表面来提高其硬度和强度的表面热处理方法。
淬火过程中，材料在高温下形成奥氏体结构，并在迅速冷却后转变为马氏体结构。
马氏体具有高硬度和强度，能够提高材料的耐磨性和抗拉强度。
方法淬火通常包括加热、保温和冷却三个步骤。
将待处理材料加热到适当温度，使其达到奥氏体相区。
在保温一段时间后，通过快速冷却（例如水淬或油淬）来迅速将材料表面冷却至室温，以形成马氏体结构。
应用淬火广泛应用于制造业中的钢铁材料，如汽车零部件、机械零件等。
通过淬火处理，可以提高材料的硬度和强度，使其具有更好的耐磨性和抗拉强度。
渗碳目的渗碳是一种通过在材料表面加入碳元素来提高其硬度和耐磨性的表面热处理方法。
碳元素能够与材料中的铁元素发生反应，形成碳化物，从而增加材料的硬度和耐磨性。
方法渗碳通常通过在高温下将材料与含有碳源的介质接触一段时间来实现。
常用的渗碳介质包括固体、液体和气体。
在渗碳过程中，材料表面逐渐吸收碳元素，并在后续的热处理过程中形成均匀分布的碳化物层。
应用渗碳广泛应用于制造业中需要具有高硬度和耐磨性的零部件，如齿轮、轴承等。
通过渗碳处理，可以提高材料的硬度和耐磨性，延长零部件的使用寿命。
淬火回火目的淬火回火是一种综合应用淬火和回火两种表面热处理方法的工艺。
淬火回火旨在通过淬火提高材料的硬度和强度，然后通过回火来减轻淬火过程中产生的内应力和脆性。
方法淬火回火通常包括加热、保温、冷却和回火四个步骤。
将待处理材料加热到适当温度，使其形成马氏体结构。
在保温一段时间后，通过快速冷却将材料表面迅速冷却至室温。
将材料再次加热至适当温度，并保持一定时间，以减轻内应力和脆性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
加热到相变温度以上，保温一定时间，再在空气中冷却
1.细化晶粒
2.与退火后相比，强度略有增高，并能改善低碳钢的能力
用于各种钢与铸件
淬火
加热到相变温度以上，保温一定的时间，再在冷却剂（水、油或盐水）中急速的冷却
1．提高硬度及强度
2．提高耐磨性
淬火后钢件必须回火
回火
经淬火后在加热到相变温度以下的某一温度，在该温度停留一定时间，然后在水、油或空气中冷却
使铸件消除内应力，稳定工件的形状和尺寸
用于机床床身等大型铸件
冷处理
将淬火钢继续冷却至室温以下的处理方法
进一步提高硬度、耐磨性，并使其尺寸趋于稳定
用于轴承的钢球、量规等
硬
度
HB
材料抵抗硬的物体压入零件表面的能力称为“硬度|”。根据测量方法不同，可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度
硬度测定是为了检验材料经热处理后的力学性能——硬度
常用热处理及用范围
退火
加热到相变温度以上，保温一定的时间，然后慢慢冷却
1.消除在前一工序（锻造、冷压等）中产生的内应力
2.降低硬度，改善加工性能，
3.增加塑性和韧性
4.使材料的成分或组织均匀，为以后的热处理做准备
完全退火适用于含碳量0.8%以下的铸锻件、焊件;；
为消除内应力的退火主要用于铸件和焊件
1.消除淬火时产生的内应力
2.增加韧性，降低硬度
高碳钢制的工具、量具、刃具，用低温回火；
弹簧中用中温(350~500)0C回火
调质
淬火后再进行高温回火称为“调质”
可以完全消除内应力，并获得较高的综合力学性能
用于重要的轴、齿轮以及丝杆等零件
表面淬火
用火焰或感应加热，将零件表面迅速加热至相变温度以上，急速冷却
电泳:溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象
氧化发黑
氧化是一种化学反应，凡是和氧化合的都叫氧化，但发黑是专指，铁在碱性溶液里面进行氧化，在铁的表面生成黑色的氧化膜 。
阳极氧化
金属或合金的电化学氧化。将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜
涂料对被涂物件表面的装饰、保护以及功能性作用是以其在物件表面所形成的涂膜来体现的。使涂料在被涂物件表面形成所需要的涂膜的过程，通称涂料施工，也称涂装。
喷漆喷塑
喷粉就是喷塑，是指：通过静电发生器，把塑粉附着到工件表面，然后高温固化
共同点防腐，不同点，防腐材质不同防腐效果用途不同
着色染色
电镀电泳
电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
使零件表面获得高硬度，而心部保持一定韧性，使零件既耐磨又能承受冲击
用于重要的齿轮以及曲轴、活塞销等
渗碳淬火
在渗碳剂中加热到900~950oC，停留一定时间，将碳渗入钢表面，深度约0.5~2mm，再淬火后回火
增加零件表面硬度及耐磨性，提高材料的疲劳强度
适用于含碳量0.08%~0.25%的低碳钢及低碳合金钢
是靠化学试剂对样品表面凹凸不平区域的选择性溶解作用消除磨痕、浸蚀整平的一种方法。
磷化涂装
磷化工艺过程是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
用于经退火、正火、调质的零件及铸件的硬度检查
HRC
用于经淬火、回火及表面化学处理的零件的硬度检查
HV
特别适用于薄层硬化零件的硬度检查
金属表面处理工艺
名称
定义
机械抛光
机械抛光是在专用的抛光机上进行抛光，靠极细的抛光粉和磨面间产生的相对磨削和滚压作用来消除磨痕的，分为粗抛光和细抛光。
化学抛光
利用金属材料在电解液中的选择性自溶解作用，以降低其表面粗糙度的过程
碳氮共渗
使工作表面同时同时渗入碳和氮元素
增加表面硬度耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性
适用于碳素钢及合金结构钢
氮化
使工作表面渗入氮元素
增加表面硬度耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性
适用于含：铬、钼、锰等的合金钢，例如要求耐磨的主轴、量规、样板等
稳定化
1、自然稳定化处理：在空气中存放到半年到一年以上
2、人工稳定化处理：加热到500~600oC，在这个温度保持10~20h或者更长时间