热处理

钢的热处理：
热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却已获得所需要的组织机构与性能的工艺。

热处理工艺广泛用于机械制造业中，通过热处理能提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长钢材的使用寿命，同时，热处理还能改善工件的加工工艺性能，提高加工质量、减少刀具磨损等。

生产中常用的热处理工艺大致可分为普通热处理，及退火、正火、淬火、回火；表面热处理，即表面淬火、化学热处理。

1．普通热处理
热处理工序的安排
热处理可用来提高材料的力学性能，改善工件材料的加工性能和消除内应力，其安排主要是根据工件的材料和热处理目的来进行。

热处理工艺可分为两大类：预备热处理和最终热处理。

1) 预备热处理预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。

其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。

①退火和正火。

退火和正火用于经过热加工的毛坯。

含碳量高于0.5 ％的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处理；含碳量低于0.5 ％的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处理。

退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理做准备。

退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。

②时效处理。

时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。

为减少运输工作量，对于一般精度的零件，在精加工前安排一次时效处理即可。

但精度要求较高的零件( 如坐标镗床的箱体等) ，应安排两次或数次时效处理工序。

简单零件一般可不进行时效处理。

除铸件外，对于一些刚性较差的精密零件( 如精密丝杠) ，为消除加工中产生的内应力，稳定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。

有些轴类零件加工，在校直工序后也要安排时效处理。

③调质。

调质即是在淬火后进行高温回火处理，它能获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形做准备，因此调质也可作为预备热处理。

由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理工序。

2) 最终热处理最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。

①淬火。

淬火有表面淬火和整体淬火。

其中表面淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面淬火还具有外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。

为提高表面淬火零件的机械性能，常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。

其一般工艺路线为：下料一锻造一正火( 退火) 一粗加工一调质一半精加工一表面淬火一精加工。

②渗碳淬火。

渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢，先提高零件表层的含碳量，经淬火后使表层获得高的硬度，而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。

渗碳分整体渗碳和局部渗碳。

局部渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施( 镀铜或镀防渗材料) 。

由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度一般在0.5~2mm 之间，所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间。

其工艺路线一般为：下料一锻造一正火一粗、半精加工一渗碳淬火一精加工。

当局部渗碳零件的不渗碳部分，采用加大余量后切除多余的渗碳层的工艺方案时，切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后，淬火前进行。

③渗氮处理。

渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。

渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。

由于渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄( 一般不超过0.6 ～0.7mm) ，因此渗氮工序应尽量靠后安排，常安排在精加工之间进行。

为减小渗氮时的变形，在切削后一般需进行消除应力的高温回火。

金属的防腐方法；
1金属镀层分为阴极和阳极镀层
常用的镀层有：1镀锌2镀锡3镀镉4镀铬
1镀锡：是阴极镀层，主要用于罐头食品工业，因为锡盐对于人的肌体是无害的，但不适宜保护金属不受大气腐蚀，锡层可以用热浸法获得。

2镀锌：镀锌层一般为浅灰色的阳极镀层，可以用电镀、热度、喷镀等方法获得，【目前国外在315-454度下渗锌获得广泛应用】电镀时可分为光泽镀锌和暗镀锌。

光泽镀锌是在电解液中加入增光剂【例硫酸钠和甘油】使零件生成光亮美丽的镀锌层，保护具有更稳定的耐腐蚀性，镀锌成本最低，对钢铁是一种有效的保护方法，但不宜在摩擦条件下工作，而且易产生氢脆，对有些高强度零件，为了防止氢脆，应在230-250度下加热两小时除氢。

3 镀隔：镀层呈带微蓝的银白色，也是阳极镀层，它与镀锌层的区别是镀层具有更大致密度和没有气孔，比锌层有较大的塑性，氢脆倾向较小，用来保护紧密装配的重要螺纹零件，配合零件及强度超过1400—1500Mpa的重要零件，但是隔层较贵。

4．镀铬：镀铬也是阴极镀层，一般分为镀硬铬和装饰性镀铬，镀硬铬主要是为了提高硬度，增加零件的耐磨性，但是保护性能差，装饰性镀铬是在镀铬前先镀上一层铜底层（镀铜层实际上无孔）在镀一层，然后镀铬，这种镀铬非常美丽，常用在工业品的装饰上。

2.发蓝、发黑：借碱性氧化性溶液的氧化作用，在钢铁零件表面上形成一层蓝黑色或深蓝色氧化铁膜称为发蓝。

借强碱性氧化性溶液，在钢零件表面上形成一层黑色磁性氧化铁的方法，称为发黑。

可增加耐蚀性与光泽，发黑还可增加耐磨性。

氧化性溶液是由氢氧化钠，亚硝酸钠等组成。

这层膜是阴极膜，当其损伤时零件表面迅速破坏，在大气条件下，零件会生出铁锈“斑点”在海水和淡水中更易破坏，因此必须将零件表面涂油。

3.涂漆层：磷化，阳极化后，以及无特殊预先热处理的某些情况下，为了增加耐腐蚀性，常常涂漆以隔离水分，从而防止腐蚀过程的发展，一般直接涂在金属的第一层的底漆，然后是磁漆层。

4涂防蚀油膏：涂在钢件的表面上，用于在仓库，车间或运输中保存或短期保护。

5,喷砂：利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。

（一）工件涂镀、工件粘接前处理喷砂能把工件表面的锈皮等一切污物清除，并在工件表面建立起十分重要的基础图式（即通常所谓的毛面），而且可以通过调换不同粒度的磨料，比如飞展磨料磨具的磨料达到不同程度的粗糙度，大大提高工件与涂料、镀料的结合力。

或使粘接件粘接更牢固，质量更好。

（二）铸造件毛面、热处理后工件的清理与抛光喷砂能清理铸锻件、热处理后工件表面的一切污物（如氧化皮、油污等残留物），并将工件表面抛光提高工件的光洁度，能使工件露出均匀一致的金属本色，使工件外表更美观，好看。

（三）机加工件毛刺清理与表面美化喷砂能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的档次。

并且喷砂能在工件表面交界处打出很小的圆角，使工件显得更加美观、更加精密。

（四）改善零件的机械性能机械零件经喷砂后，能在零件表面产生均匀细微的凹凸面，使润滑油得到存储，从而使润滑条件改善，并减少噪声提高机械使用寿命。

（五）光饰作用对于某些特殊用途工件，喷砂可随意实现不同的反光或亚光。

如不锈钢工件、塑胶的打磨，玉器的磨光，木制家具表面亚光化，磨砂玻璃表面的花纹图案，以及布料表面的毛化加工等。

喷砂主要是对材料进行表面处理，使其它镀层更好地吸属在材料表面。

也可以采用喷砂使工件表面产生特殊的金属的闪光效果，可以去除金属表面的腐蚀物，氧化皮与其它脏污等达到装饰的目的。

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