表面淬火和变形强化
常见金属表面处理的种类及工艺、作用
金属表面处理的种类及工艺1、表面处理工艺简介：利用现代物理、化学、金属学和热处理等学科的技术来改变零件表面的状况和性质，使之与心部材料作优化组合，以达到预定性能要求的工艺方法，称为表面处理工艺。
表面处理的作用：提高表面耐蚀性和耐磨性，减缓、消除和修复材料表面的变化及损伤；使普通材料获得具有特殊功能的表面；节约能源、降低成本、改善环境。
2、金属表面处理工艺分类：总共可以分为4大类：表面改性技术、表面合金化技术、表面转化膜技术和表面覆膜技术。
一、表面改性技术1、表面淬火表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。
表面淬火的主要方法有火焰淬火和感应加热，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰等。
2、激光表面强化激光表面强化是用聚焦的激光束射向工件表面，在极短时间内将工件表层极薄的材料加热到相变温度或熔点以上的温度，又在极短时间内冷却，使工件表面淬硬强化。
激光表面强化可以分为激光相变强化处理、激光表面合金化处理和激光熔覆处理等。
激光表面强化的热影响区小，变形小，操作方便，主要用于局部强化的零件，如冲裁模、曲轴、凸轮、凸轮轴、花键轴、精密仪器导轨、高速钢刀具、齿轮及内燃机缸套等。
3、喷丸喷丸强化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面上，犹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。
作用：提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐蚀性等；用于表面消光、去氧化皮；消除铸、锻、焊件的残余应力等。
4、滚压滚压是在常温下用硬质滚柱或滚轮施压于旋转的工件表面，并沿母线方向移动，使工件表面塑性变形、硬化，以获得准确、光洁和强化的表面或者特定花纹的表面处理工艺。
应用：圆柱面、锥面、平面等形状比较简单的零件。
5、拉丝拉丝是指在外力作用下使金属强行通过模具，金属横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的表面处理方法称为金属拉丝工艺。
表面淬火定义
表面淬火定义表面淬火是一种金属热处理技术，通过控制金属材料的加热和冷却过程，使其表面形成一层具有较高硬度和耐磨性的淬火层。
这种技术广泛应用于各种机械零件和工具的制造中，能够提高其使用寿命和性能。
表面淬火的过程可以分为加热、保温和冷却三个阶段。
首先，将金属材料加热到适当的温度，以激活材料内部的晶体结构。
然后，通过保温使材料中的晶体结构重新排列，形成一种具有高硬度的相态结构。
最后，通过迅速冷却来固定这种相态结构，使其在表面形成一层淬火层。
表面淬火的关键是控制加热和冷却的速度。
加热温度和时间的选择需要根据金属材料的性质和要求进行调整。
过高的温度和时间可能导致材料内部的晶体结构发生变化，影响淬火效果；过低的温度和时间则无法激活和重组晶体结构。
冷却过程一般采用水、油或盐浴等介质，通过迅速吸热来实现快速冷却。
冷却介质的选择取决于材料的类型和形状。
表面淬火的优点是能够在保持材料的韧性和强度的同时，提高其硬度和耐磨性。
淬火层的硬度一般远高于材料的基体，能够有效抵抗磨损和变形。
因此，表面淬火广泛应用于汽车发动机零件、工具刀具、轴承等高负荷和高磨损的零件制造中。
然而，表面淬火也存在一些局限性和注意事项。
首先，淬火层的深度一般较浅，只有几个毫米左右，对于需要较深淬火层的零件不适用。
其次，淬火过程中会产生应力，可能导致材料的变形和开裂。
因此，在淬火后需要进行适当的回火处理，以减缓应力并提高材料的韧性。
最后，表面淬火的工艺要求较高，需要严格控制加热和冷却的参数，以保证淬火效果的稳定性和一致性。
表面淬火是一种能够提高金属材料硬度和耐磨性的热处理技术。
通过控制加热和冷却的过程，能够在材料表面形成一层具有高硬度的淬火层。
这种技术在机械制造和工具制造中得到广泛应用，能够提高零件的使用寿命和性能。
然而，表面淬火也存在一些局限性和注意事项，需要在实际应用中进行合理选择和控制。
表面强化ppt
surface strengthening
组员：安
研究目的
材料的失效,如,疲劳、磨 损、腐蚀、氧化、烧损以 及辐射损伤等,一般都是 从表面开始的,表面的局 部损坏又很快造成整个零 件失效,最终导致设备停 产。
表面强化
改善机械零件和构件表面性能、提高疲劳强度 和耐磨性能，提高耐腐蚀性能的工艺方法，又 叫表面处理。
表面机械处理
原理：通过机械手段在金属表面产生压缩变形，使表面形成形变
硬化层，微观是晶粒间产生位错，晶粒变形或破碎——细晶强化。
方法：喷丸，表面锤击，表面滚压，
内挤压，超声冲击。
应用：1.使模具表面产生冷作硬化
磨损性能，从而提高模具使用寿命。
2. 改善模具表面粗糙度 3.提高模具疲劳强度，抗冲击，
• 表面强化的优势
表面，形成表面合金层的工艺。
种类：渗碳，渗氮，碳氮共渗，渗硼，渗金属
越王勾践剑历经2500年未生锈，且吹可断发，原因是什么？
越王勾践剑的主要成分是铜、锡以 及少量的铝、铁、镍、硫组成的青 铜合金。 通过对菱形花纹的成分、结构等进 行分析测试，剑身菱形花纹处含硫 高，推测采用化学方法——硫化 工艺，硫化铜可以防止锈蚀，以保 持花纹的艳丽，千年不锈。
中国在战国时代已经 开始对钢进行淬火。 利用大豆中分解出来 的 N ,C 元素富化烧红的 铁剑表面,以增强其强度 和韧性。 飞机 在飞行， 停飞 中，遇到空气摩擦升温 到200°C，因而飞机蒙 皮的表面涂上高聚物涂 料使其免受环境介质腐 蚀，减少阻力。
表面热处理
• 表面淬火 • 感应加热热处理
• 渗碳、渗氮 表面化学处理 • 渗金属 • 喷丸 表面机械处理 • 和滚压等
• 根据需要,改善材料的表面性能,会有效地延长使用寿命。 • 节约资源,提高生产力,减少环境污染。 • 最大优势是能制备出优于本体材料性能的 表面功能薄层, 其厚度 一般为几微米到几毫米,却使零件具有了更高的耐面技术正在蓬勃发展,
表面强化工艺
表面强化工艺
是一种通过某种工艺手段使零件表面获得与基体材料不同的组织结构和性能的技术。
这种技术可以提高零件的硬度、强度、耐磨性、疲劳强度以及抗冲击性能等，从而延长零件的使用寿命，节约稀有、昂贵材料，并促进高新技术的发展。
常见的表面强化方法有以下几种：
1. 喷丸强化：通过高速喷射具有一定硬度的丸粒（如钢丸、玻璃丸等）对零件表面进行冲击，使其产生冷态塑性变形，从而提高硬度和抗磨性。
2. 滚压加工：利用滚压工具在零件表面形成一定的压缩层，提高其硬度和抗磨性。
滚压加工包括滚压、滚磨、滚光等方法。
3. 液体磨料强化：采用一种特殊的液体介质（如珩磨油、乳化液等），其中含有具有一定硬度的磨料颗粒。
通过液体介质对零件表面进行磨擦，使表面产生冷态塑性变形，从而提高硬度和抗磨性。
4. 表面热处理：通过改变零件表面层的组织结构，使其获得一定的硬度和强度。
常见的表面热处理方法有淬火、回火、渗碳、渗氮等。
5. 化学表面处理：通过化学方法改变零件表面的组织结构和性能，如化学镀、化学转化膜等。
表面强化工艺是一种通过各种方法提高零件表面性能的技术，可以延长零件的使用寿命，节约材料，并提高零件的性能。
在汽车制造、航空航天、机械制造等领域有广泛的应用。
提高材料硬度的热处理方法
提高材料硬度的热处理方法热处理是一种通过改变材料的组织结构来提高其硬度和强度的方法。
在工业生产中，热处理是非常常见的一种工艺。
本文将介绍几种常见的热处理方法，以提高材料的硬度。
1. 淬火淬火是一种常见的热处理方法，通过迅速冷却材料，使其形成硬脆的组织结构。
淬火可分为水淬、油淬和气体淬三种方式。
水淬速度最快，能够得到最高的硬度，但易产生变形和开裂。
油淬速度适中，可以获得较高的硬度和一定的韧性。
气体淬速度最慢，可以得到较低的硬度，但具有较高的韧性。
淬火后的材料通常需要进行回火处理，以减轻内应力和提高韧性。
2. 碳化物沉淀强化碳化物沉淀强化是一种常用的提高材料硬度的方法。
通过在材料中加入一定的碳元素，并进行适当的热处理，使碳元素与金属元素结合形成碳化物。
碳化物的形成能够增加材料的硬度和强度。
常用的碳化物有碳化铬、碳化钨等。
碳化物的形成需要适当的温度和时间，过高的温度和时间会导致过量的碳化物形成，从而降低材料的韧性。
3. 固溶处理固溶处理是一种常用的提高材料硬度的方法，适用于固溶体形成的合金材料。
固溶处理通过加热材料至一定温度，使溶质原子均匀地分布在基体中，并形成固溶体。
固溶体的形成能够提高材料的硬度和强度。
固溶处理后的材料通常需要进行时效处理，以进一步提高硬度和强度。
4. 冷变形冷变形是一种通过塑性变形来提高材料硬度的方法。
冷变形可以通过冷轧、冷拉、冷挤等方式进行。
冷变形可以显著提高材料的硬度和强度，同时也会导致材料的塑性变差。
冷变形后的材料通常需要进行退火处理，以恢复其塑性。
5. 熔融处理熔融处理是一种通过在材料表面形成液态金属层来提高材料硬度的方法。
熔融处理可以通过火焰喷涂、电弧喷涂等方式进行。
熔融处理可以使材料表面形成坚硬的涂层，从而提高材料的硬度和耐磨性。
总结起来，提高材料硬度的热处理方法包括淬火、碳化物沉淀强化、固溶处理、冷变形和熔融处理等。
不同的材料和应用场景需要选择合适的热处理方法。
热处理过程中需要控制好温度、时间等关键参数，以确保得到理想的硬度和强度。
影响淬火热处理变形的原因
影响淬火热处理变形的原因淬火是将钢件加热到临界温度以上,保温适当的时间,然后以大于临界冷却速度冷却,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺,它是强化钢材的最重要的热处理方法。
大量重要的机器零件及各类刀具、刃具、量具等都离不开淬火处理。
需要淬火的工件,经过加热后,便放到一定的淬火介质中快速冷却。
但冷却过快，工件的体积收缩及组织转变都很剧烈，从而不可避免地引起很大的内应力，容易造成工件变形及开裂。
由于淬火变形影响因素非常复杂，导致变形控制十分棘手。
而采用校直办法纠正变形或通过加大磨削加工余量，都会增加成本，因此研究钢件淬火热处理变形的影响因素，提出防止变形的措施是提高产品质量、延长零部件使用寿命、提高经济效益的重要课题。
零件热处理变形原因分析1 热应力引起的变形钢件在加热和冷却过程中,将发生热胀冷缩的体积变化以及因组织转变时新旧相比容差而产生的体积改变。
零件加热到淬火温度时,屈服强度明显降低,塑性则大大提高。
当应力超过屈服强度时,就会产生塑性变形,如果造成应力集中，并超过了材料的强度极限,就会使零件淬裂。
导热性很差的高碳合金钢,如合金模具钢Cr12MoV、高速钢W18Cr4V之类的工具钢，淬火加热温度很高，如不采用多次预热和缓慢加热,不但会造成零件变形,而且会导致零件开裂而报废。
此外,铸钢件和锻件毛坯,如果表层存在着一层脱碳层,由于表层和心部导热性能不同,在淬火加热较快时,也会产生热应力而引起变形。
冷却时由于温差大,热应力是造成零件变形的主要原因。
2 组织应力引起的变形体积的变化往往与加热和冷却有关,因为它和钢的膨胀系数相关。
比容的变化导致零件尺寸和形状的变化。
组织应力的产生起源于体积的收缩和膨胀，没有体积的膨胀,就没有组织转变的不等时性,也就没有组织应力引起的变形，导致热处理变形的内应力是热应力和组织应力共同作用形成的复合应力，热应力和组织应力综合作用的结果是不定的,可能因冷却条件及淬火温度的不同而产生不同情况，淬火应力是由急冷急热应力及由组织转变不同时所引起的应力综合构成的。
钢的四种强化机制
钢的四种强化机制引言钢是一种非常重要的材料，在许多领域都得到广泛应用。
为了提高钢的性能和使用寿命，人们经过长期的研究和探索，发现了一些可以强化钢的方法。
这些方法包括合金化、冷变形、热处理和表面处理等。
本文将会全面、详细、完整地探讨钢的四种强化机制，以帮助读者更好地理解这些方法的原理和应用。
合金化合金化是一种常用的钢强化方法，通过向钢中添加合金元素来改变其组织和性能。
其中比较常见的合金元素包括铬、镍、钼、锰等。
这些合金元素可以通过固溶强化、析出强化、碳化物强化等方式来增强钢的硬度、强度、韧性等性能。
固溶强化固溶强化是通过使合金元素溶解在钢基体中来提高钢的性能。
当合金元素加入到钢中时，它们会在钢的晶格中溶解，形成固溶体。
这些合金元素可以扩散到钢的晶界和位错中，从而阻碍位错的移动和晶界的运动，提高钢的强度和硬度。
析出强化析出强化是指合金元素从固溶体中析出形成细小的沉淀物，通过阻碍位错和晶界的移动来提高钢的性能。
当钢经过热处理后，合金元素会从固溶体中分离出来，在晶粒内部形成细小的沉淀物。
这些沉淀物可以阻碍位错的运动，增加晶界的能量，从而提高钢的强度、硬度和韧性。
碳化物强化碳化物强化是指合金元素形成碳化物的过程，通过增加碳化物的数量和尺寸来增强钢的硬度和强度。
当钢中的合金元素与碳结合时，它们会形成稳定的碳化物。
这些碳化物可以阻碍位错的移动，增加晶界的能量，从而提高钢的硬度和强度。
冷变形是通过机械力的作用来强化钢材。
当钢材在常温下受到外力的作用时，其晶粒会发生塑性变形，并产生位错和晶界等缺陷。
这些缺陷可以阻碍位错和晶界的移动，从而增强钢的硬度、强度和韧性。
冷轧冷轧是一种常用的冷变形方法，适用于制备薄板、带材等钢材。
在冷轧过程中，钢材首先经过加热，然后通过辊压机进行轧制。
这种轧制过程会使钢材的晶粒发生塑性变形，并产生大量的位错和晶界。
这些位错和晶界可以阻碍晶粒的滑移和晶界的运动，从而提高钢的强度和硬度。
冷拉拔冷拉拔是一种常用的冷变形方法，适用于制备线材、型材等钢材。
材料强化方法
材料强化方法材料强化是指通过一系列的方法和技术，使材料的性能得到提升和改善的过程。
在工程领域中，材料强化是非常重要的，它可以提高材料的强度、硬度、耐磨性等性能，从而使材料在各种工程应用中发挥更好的作用。
下面将介绍几种常见的材料强化方法。
一、热处理强化。
热处理是一种常见的材料强化方法，通过对材料进行加热和冷却，可以改变材料的晶体结构和性能。
常见的热处理方法包括退火、正火、淬火和回火等。
退火可以使材料的晶粒变细，提高材料的韧性和塑性；正火可以提高材料的硬度和强度；淬火可以使材料达到最高的硬度，但同时也会降低材料的韧性；回火可以减轻淬火带来的脆性，提高材料的韧性和强度。
二、表面强化。
表面强化是指通过改变材料表面的化学成分和结构，来提高材料的表面硬度、耐磨性和耐蚀性。
常见的表面强化方法包括渗碳、氮化、氧化、镀层和喷涂等。
渗碳可以在材料表面形成一层碳化物，提高表面硬度；氮化可以在材料表面形成一层氮化物，提高表面硬度和耐磨性；氧化可以在材料表面形成一层氧化物，提高表面的耐蚀性；镀层和喷涂可以在材料表面形成一层保护层，提高表面的耐磨性和耐蚀性。
三、变形强化。
变形强化是指通过对材料进行塑性变形，来提高材料的硬度和强度。
常见的变形强化方法包括冷加工、热加工和等温加工等。
冷加工可以使材料的晶粒变细，提高材料的硬度和强度；热加工可以通过热变形和再结晶来改善材料的组织和性能；等温加工可以在高温下对材料进行塑性变形，提高材料的硬度和强度。
四、合金强化。
合金强化是指通过合金元素的添加，来改善材料的组织和性能。
常见的合金强化方法包括固溶强化、析出强化和形变强化等。
固溶强化可以通过合金元素的固溶来提高材料的强度和硬度；析出强化可以通过合金元素的析出来提高材料的强度和硬度；形变强化可以通过合金元素的形变来提高材料的强度和硬度。
总结。
材料强化是提高材料性能的重要手段，热处理、表面强化、变形强化和合金强化是常见的材料强化方法。
不同的材料和工程应用需要采用不同的强化方法，以达到最佳的性能和效果。
金属材料表面处理工艺有哪些
金属表面处理工艺是利用现代物理、化学、金属学和热处理等学科的技术来改变零件表面的状况和性质，使之与心部材料作优化组合，以达到预定性能要求的工艺方法。
具体有以下几种处理工艺：
一、QPQ工艺处理
它是一种先进的表面处理工艺。
具有良好的耐磨性、良好的耐腐蚀性、良好的耐疲劳性、极小的变形、低碳环保、可替代多道工序，降低时间成本。
二、表面淬火
是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。
三、化学表面热处理
表面合金化技术的典型工艺就是化学表面热处理。
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。
四、喷丸
是将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面上，犹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。
焦作汇鑫恒机械制造有限公司成立于2011年，公司采用新的工艺和新的环保设备，对现有的金属表面梳理材料进行研发、改进，是表面加硬处理的专业性技术公司，主要采用QPQ处理工艺。
工程材料-名词解释
一、名词解释⒈调质:对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理。
⒉碳素钢:含碳量≤2.11%的铁碳合金。
⒊SPCD:表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08Al（13237）优质碳素结构钢淬透性：钢在淬火时获得的淬硬层深度称为钢的淬透性，其高低用规定条件下的淬硬层深度来表示淬硬性：指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力相：金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其它部分有晶只界分开的均匀组成部分称为相组织：显微组织实质是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。
组织应力：由于工件内外温差而引起的奥氏体（γ或A）向马氏体（M）转变时间不一致而产生的应力热应力：由于工件内外温差而引起的胀缩不均匀而产生的应力过热：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒长大的现象过烧：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒局部熔化或氧化的现象回火脆性：在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，称为回火脆性回火稳定性：又叫耐回火性，即淬火钢在回炎过程中抵抗硬度下降的能力。
马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。
回火马氏体：在回火时，从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏体基础上的组织称为回火马氏体。
本质晶粒度：钢在加热时奥氏体晶粒的长大倾向称为本质晶粒度实际晶粒度：在给定温度下奥氏体的晶粒度称为实际晶粒度，它直接影响钢的性能。
化学热处理：将工件置于待定介质中加热保温，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与组织，进而改变其性能的热处理工艺。
表面淬火：：指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热将表面奥氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。
1.过冷度—理论结晶温度与实际结晶温度之差1.正火—将钢件加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温适当时间后在静止的空气中冷却的热处理工艺，称为正火。
2.奥氏体—碳固溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用γ或A表示。
注塑模具材料的选用与热处理【超强解读】
模具材料的性能对模具寿命有决定性的影响，根据模具的结构和使用情况，合理选用制模材料是模具工程师的重要任务之一。
模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺，是保证模具质量和使用寿命的重要环节，实际使用证明，在模具失效中由于热处理不当引起的占很大比例。
模具用途广泛，工作条件差别大，制造模具的材料范围很广。
目前，冲压模、塑料模、压铸模、粉末冶金模的材料以钢为主，有些模具还可采用低熔点合金和非金属材料等。
模具材料的性能要求及选用原则模具用钢主要性能要求如下：1，硬度和耐磨性（最重要的模具失效形式，决定模具寿命）2，可加工性能（模具零件形状复杂，要求热处理变形小）3，强度和韧性（足够的强度承受高压，冲击载荷等要求高韧性）4，淬透性、抛光性、耐腐蚀性（塑料及添加剂的腐蚀作用）。
模具用钢按用途可分为三大类：1，冷作模具钢：制作金属在冷态下变形的模具，包括：冷冲模、冷挤压模、冷镦模、粉末压制模。
要求高硬度、高耐磨性及足够强度和韧性。
2，热作模具钢：制造经过加热的固态或液态金属在压力下成型的模具，包括：热锻模、压铸模。
要求高温下足够的强度、韧性和耐磨性及高热疲劳抗力和导热性3，塑料模具钢：制造各种塑料模具。
塑料品种多，要求差别大，其模具材料范围广。
主要要求工艺性能高（热处理变形小、抛光性好、耐腐蚀）选用一般原则：满足使用性能要求、良好的工艺性能、适当考虑经济性。
模具常用热处理工艺模具热处理包括模具材料热处理和模具零件热处理。
模具材料热处理：在钢厂内完成，保证钢材质量，如基本力学性能，金相组织要符合国家标准或行业标准。
特点是大型工业炉中大批量生产。
模具零件热处理：在模具制造厂完成，或专业热处理厂完成。
特点是小批量或单件生产，工艺复杂多样，设备精良。
热处理工艺方法，分预备热处理和最终热处理。
常用方法有：正火、退火、淬火、调质、渗碳及氮化等，见表。
冷作模具钢及其热处理冷作模具主要用于金属或非金属材料的冲裁、拉伸、弯曲等工序。
第四章 钢的热处理及表面强化技术讲解
2．化学镀镍磷
化学镀是指在无外加电流条件下，利用化学方法在金属表面沉积其他金 属或合金的工艺方法。化学镀镍磷合金可提高工件表面的硬度、抗粘着性、 减摩性，从而提高其耐磨性。
2 气相沉积TiN和TiC
气相沉积是指在一定成分的气体中加热至一定温 度，通过化学或物理作用在钢件表面沉积其他金属或 金属化合物的工艺方法。在钢件表面沉积TiN、TiC等 超硬金属化合物，能大大提高其表面的硬度、耐磨性、 耐蚀性和高温抗氧化性。
表 面 热处理
钢加热时的组织转变
钢的预备热处理——退火与正火
钢的最终热处理（一）——淬火与回火 钢的最终热处理（二）——表面热处理 钢的表面强化技术
本 章 要 点
钢的热处理是指将钢在固态下进行 加热、保温和冷却，以获得所需的组织 和性能的工艺方法。通过适当的热处理， 能显著提高钢的力学性能，以满足零件 的使用要求和延长零件的使用寿命；能 改善钢的加工工艺性能（如切削加工性 能、冲压性能等），以提高生产率和加 工质量；还能消除钢在加工（如铸造、 焊接、切削、冷变形等）过程中产生的 残余内应力，以稳定零件的形状和尺寸。
淬火加热后组织 钢种
亚共析钢 Wc≤0.5%
亚共析钢 Wc＞0.5%
淬火温度(℃) Ac3+30～50
Ac3+30～50 Ac1+30～50 Ac1+30～50
残
最终组织 M
M + A残 M + A残 M+Fe3C+A
共析钢 过共析钢
单液淬火 将加热后的零件投入一种冷却剂中冷却至室温。 优点：操作简单，容易实现自动化 缺点：易产生淬火缺陷， 水中淬火易产生变形和 裂纹，油中淬火易产生硬度不足或硬度不均匀等 现象。 应用：碳钢一般用水作冷却介质，合金钢可用油 作冷却介质。
模具的热处理及表面强化技术
第9章模具的热处理及表面强化技术模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺之一，直接关系到模具的制造精度、力学性能(如强度等)、使用寿命以及制造成本，是保证模具质量和使用寿命的重要环节。
模具在实际生产使用中表明，在模具的全部失效中，由于热处理不当所引起的失效居于首位。
在模具设计制造过程中，若能正确选用钢材，选择合理的热处理及表面强化技术工艺，对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、降低成本、提高模具的质量和使用寿命都将起到重大的作用。
当前模具热处理技术发展较快的领域是真空热处理技术和模具的表面强化技术。
9.1模具的热处理9.1.l模具钢的热处理模具钢的热处理工艺是指模具钢在加热、冷却过程中，根据组织转变规律制定的具体热处理加热、保温和冷却的工艺参数。
根据加热、冷却方式及获得组织和性能的不同，热处理工艺可分为常规热处理、表面热处理（表面淬火和化学热处理等）等。
根据热处理在零件生产工艺流程中的位置和作用，热处理又可分为预备热处理和最终热处理。
模具钢的常规热处理主要包括退火、正火、淬火和回火。
由于真空热处理技术具有防止加热氧化、不脱碳、真空除气、变形小及硬度均匀等特点，近年来得到广泛的推广应用。
1.退火工艺退火一般是指将模具钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后使其缓冷至室温，获得接近于平衡状态组织的热处理工艺。
其组织为铁素体基体上分布着碳化物。
目的是消除钢中的应力，降低模具材料的硬度，使材料成分均匀，改善组织，为后续工序(机加工、冷加工成形、最终热处理等)做准备。
退火工艺根据加热温度不同可分为：1）完全退火将模具钢加热到临界温度A c3以上20~30℃，保温足够的时间，使其组织完全奥氏体化，然后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
其目的是为了降低硬度、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷、改善切削加工性能和冷塑性变形性能，为后续热处理或冷加工做准备。
2）不完全退火将钢加热到A c1~A c3（亚共析钢）或A c1~A ccm（过共析钢）之间，保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近于平衡组织的热处理工艺。
名词解释
1、加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、韧性迅速下降的现象。
2、固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。
3、变形强化：即利用加工硬化有利的一面：经过一定塑性变形来增加金属的强度、硬度的方法。
4.淬透性：奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，其大小用钢在一定条件下淬火获得的有效淬硬层深度表示。
（淬硬层深度是指由工件表面到半马氏体区(50%M + 50%P)的深度。
）5、淬硬性：指正常淬火情况下获得马氏体组织所能达到的最高硬度6.热硬性：又叫红硬性，钢在高温下保持高硬度的能力。
7、奥氏体（A ）：奥氏体是碳在中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。
因其晶格间隙尺寸较大，故碳在中的溶解度较大。
有很好的塑性。
8、渗碳体（Fe 3C ）：铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的间隙化合物。
渗碳体具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。
在钢中以片状存在或网络状存在于晶界。
在莱氏体中为连续的基体，有时呈鱼骨状。
9、珠光体（P ）：由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
铁素体和渗碳体呈层片状。
珠光体有较高的强度和硬度，但塑性较差。
10.马氏体：碳在α-Fe 中的过饱和固溶体。
11.莱氏体（Ld ）：由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。
在莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体基体上。
由于渗碳体很脆，所以莱氏体是塑性很差的组织。
12共析反应：(共析转变)由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。
13、共晶反应：指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。
14、同素异构转变：由于条件（温度或压力）变化引起金属晶体结构的转变，称同素异构转变。
15、自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶Fe -γFe -γ核心。
16、纤维组织：经过一定塑性变形后，金属组织（特别是晶界上存在的杂质）沿变形方向的流线分布叫纤维组织。
钣金表面处理工艺
四、热处理的工艺性
热处理时机的确定： 预备热处理一般安排在毛坯生产之后，切
削加工之前 正火和退火：消除热加工时毛坯的内应力、
细化晶粒、调整组织、改善切削加工性 调质：提高零件综合性能，为最终热处理
做组织上的准备
钣金表面处理工艺
最终热处理（淬火+回火或化学热处理）： 一般放在半精加工之后，磨削加工之前。 热处理工艺对零件结构的要求
多弧离子镀膜机
钣金表面处理工艺
物理气相沉积具有适用的基体材料和膜层材料广泛；工艺简 单、省材料、无污染；获得的膜层膜基附着力强、膜层厚度 均匀、致密、针孔少等优点。
广泛用于机械、航空航天、电子、光学和轻工业等领域制备 耐磨、耐蚀、耐热、导电、绝缘、光学、磁性、压电、滑润、 超导等薄膜。
钣金表面处理工艺
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
钣金表面处理工艺
火焰加热表面淬火示意图
钣金表面处理工艺
一、表面热处理
2、化学表面热处理
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。
火轴 感连
感应加热表面淬火齿轮的截面图
钣金表面处理工艺
中频感应加热 频 率 为 25008000Hz，淬硬层深 度2-10mm。
中频感应加热表面淬火的机车凸轮轴
钣金表面处理工艺
各种感应器
工频感应加热 频率为50Hz,淬硬层
深度10-15 mm
感应穿透加热
各种感应器
钣金表面处理工艺
⑵ 火焰加热: 利用乙炔火焰直接加 热工件表面的方法。成本低，但质 量不易控制。
金属材料的强化方法 细晶强化 沉淀强化 固溶强化 第二相强化 形变强化
有色金属的强度一般较低。
例如, 常用的有色金属铝、铜、钛在退火状态的强度极限分别只有80～100MPa 、220MPa 和450～600MPa 。
因此, 设法提高有色金属的强度一直是有色冶金工作者的一个重要课题。
目前, 工业上主要采用以下几种强化有色金属的方法。
1 固溶强化纯金属由于强度低, 很少用作结构材料, 在工业上合金的应用远比纯金属广泛。
合金组元溶入基体金属的晶格形成的均匀相称为固溶体。
形成固溶体后基体金属的晶格将发生程度不等的畸变, 但晶体结构的基本类型不变。
固溶体按合金组元原子的位置可分为替代固溶体和间隙固溶体; 按溶解度可分为有限固溶体和无限固溶体; 按合金组元和基体金属的原子分布方式可分为有序固溶体和无序固溶体。
绝大多数固溶体都属于替代固溶体、有限固溶体和无序固溶体。
替代固溶体的溶解度取决于合金组元和基体金属的晶体结构差异、原子大小差异、电化学性差异和电子浓度因素。
间隙固溶体的溶解度则取决于基体金属的晶体结构类型、晶体间隙的大小和形状以及合金组元的原子尺寸。
纯金属一旦加入合金组元变为固溶体,其强度、硬度将升高而塑性将降低, 这个现象称为固溶强化。
固溶强化的机制是: 金属材料的变形主要是依靠位错滑移完成的, 故凡是可以增大位错滑移阻力的因素都将使变形抗力增大, 从而使材料强化。
合金组元溶入基体金属的晶格形成固溶体后, 不仅使晶格发生畸变, 同时使位错密度增加。
畸变产生的应力场与位错周围的弹性应力场交互作用, 使合金组元的原子聚集在位错线周围形成“气团”。
位错滑移时必须克服气团的钉扎作用, 带着气团一起滑移或从气团里挣脱出来, 使位错滑移所需的切应力增大。
此外, 合金组元的溶入还将改变基体金属的弹性模量、扩散系数、内聚力和晶体缺陷, 使位错线弯曲, 从而使位错滑移的阻力增大。
在合金组元的原子和位错之间还会产生电交互作用和化学交互作用, 也是固溶强化的原因之一。
固溶强化遵循下列规律: 第一, 对同一合金系, 固溶体浓度越大, 则强化效果越好。
材料强度学_表面强化技术
3.3 碳氮共渗
高温碳氮共渗 (氰化): • 共渗层厚度为0.5~1.2 mm, 渗碳多于渗氮 • T=750~800ºC , t = 2~6 hours 低温碳氮共渗 (软氮化): •共渗层厚度为0.05~0.6 mm,渗氮多于渗碳 • T=500~650ºC , t = 2~6 hours
4.表面冶金强化
利用工件表面层金属的重新融化和凝固，以得到预期的成分或组织的 表面强化处理技术称为表面冶金强化。 包括 表面自溶性合金或复合粉末涂层、 表面融化结晶或非晶态处理、 表面合金化等方法。 这些方法的特点是： 采用高能量密度的快速加热，将金属表面层或涂覆于金属表面的合金 化材料熔化，随后靠自己冷却进行凝固以得到特殊结构或 特定性能的 强化层。这种特殊的结构或许是细化的晶体组织，也或许是过饱和相、 亚稳相、甚至是非晶体组织，这取决于表面冶金的工艺参数和方法。 滚动轴承行业 在微型轴承工作表面做过激光加热强化研究，效果良好。
电镀
化学镀
化学气相沉积（CVD）
将含有覆层材料元素的反应介质置于较低温度下汽 化，然后送入高温反应室与工件表面接触，产生高温化 学反应，析出合金或金属及其化合物，沉积于工件表面 形成覆层。 覆层材料可以是氧化物、碳化物、氮化物、硼化物。
获得需要的CVD覆层，反应必须具备如下条件： 能够形成所需的沉积层，反应物应是气态。 反应物质在室温下或不太高的温度下应是气态，且易获得 高纯度。 沉积设备简单，操作方便，成本适宜。
2.表面热处理强化
利用固态相变，通过快速加热的方法对零件的表面层进行淬火处理 称为表面热处理，俗称表面淬火。 包括 火焰加热淬火、 高(中)频感应加热淬火、 激光加热或电子束加热淬火等。 这些方法的特点是： 表面局部加热淬火，工件变形小； 加热速度快，生产效率高； 加热时间短，表面氧化脱碳很轻微。
表面强化工艺名词解释
表面强化工艺名词解释
表面强化工艺是一种通过物理或化学方法来增强材料表面性能的工艺过程。
这种工艺主要用于改善材料的耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性等，以延长其使用寿命和提高其可靠性。
以下是表面强化工艺的一些常见类型：
1. 热处理：热处理是一种通过控制材料加热和冷却速度来改变材料内部结构，从而达到改善材料性能的目的。
常见的热处理方法包括退火、淬火、回火等。
2. 喷丸强化：喷丸强化是一种通过高速喷射硬质粒子冲击材料表面，使表面产生塑性变形和残余压应力，从而提高材料抗疲劳性和耐磨性的工艺。
3. 激光表面强化：激光表面强化是一种利用高能激光束照射材料表面，使表面快速加热并迅速冷却，从而改变表面结构，提高材料性能的工艺。
4. 离子注入：离子注入是一种将高能量的离子注入到材料表面，改变表面成分
和结构，从而提高材料抗腐蚀性和耐磨性的工艺。
5. 纳米涂层：纳米涂层是一种将纳米级材料涂覆在基材表面，提高材料耐腐蚀性、耐磨性和抗氧化性的工艺。
6. 电镀：电镀是一种通过电解方法将金属或合金沉积在材料表面，提高材料耐磨性、耐腐蚀性和导电性的工艺。
7. 化学镀：化学镀是一种通过化学反应将金属或合金沉积在材料表面，提高材料耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性的工艺。
这些表面强化工艺可以根据不同的需求选择不同的工艺方法和材料，以达到最佳的表面强化效果。
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第四章表面淬火和变形强化1表面淬火技术的原理和特点2感应加热表面淬火3火焰加热表面淬火4激光加热表面淬火4-1. 表面淬火技术的原理将钢表面快速加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1 （过共析钢）以上，然后使之迅速冷却并转变为马氏体。
将钢整体加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1 （过共析钢）以上，然后使其表面迅速冷却并转变为马氏体。
2. 表面淬火对材料的要求凡是能进行整体淬火强化的材料都可以进行表面淬火。
低碳钢或低合金钢需进行表面渗碳或合金化（齿轮渗碳）。
表面硬度要求越高，要求钢碳含量和合金含量越高；表面硬化层越深，要求钢淬透性越好。
3.与常规淬火技术的区别在一定加热速度范围内，V加热↑，T临界↑V加热↑，奥氏体成分的不均匀性↑a. C 成分不均匀,从相图上看与F,K 相邻的浓度相差很大,C 来不及扩散。
b. 合金元素不均匀预先热处理（调质、正火、球化退火）——表面淬火V加热↑，奥氏体晶粒细化显著a.过热度大,相变趋动力增大,晶粒形成位置增多,A在F 和K相界上形成，A在F 亚晶界上形成。
b.加热时间短,如果加热速度10 7 度/S,形成时间10-5S,在如此短时间内奥氏体晶粒来不及长大。
V冷却↑，表面硬度高4. 表面淬火技术的特点生产效率高，能耗小。
加热快，冷却快：组织细，硬度高；组织均匀性差（渗碳体来不及溶解和扩散）。
表面组织细，硬度高，中部硬度低，韧性好。
4.2 感应加热表面淬火技术1感应加热淬火原理将工件紧靠在有足够功率输出的感应圈附近,感应圈通电，在高频(中频)交流磁场的作用下（如果工件与线圈的间隙非常小）由于集肤效应,在工件表面产生很大的涡流，大小与线圈电流相等，方向相反。
涡流产生热量，将工件表面加热迅速加热到淬火温度，并用冷却介质快速冷却，达到对工件表面淬火的目的。
2感应加热淬火技术特点效率高；变形小；深度可控；需要制作特定的线圈；电源功率大；“尖角”效应3感应加热淬火技术应用高频淬火：轴类零件，磨损量小，但精度要求高的零件中频淬火：齿轮、活塞环槽，有明显磨损量，精度要求较高的零件工频或双频：轧辊，磨损量大表面淬火在粗加工或半精加工后进行，最后只留磨量。
4.3 火焰加热表面淬火技术1 火焰淬火（flame quenching）原理：用火焰快速将工件表面加热到淬火温度，并快速冷却，使工件表面得到淬火组织。
控制参数：火焰大小、火焰与工件的相对距离和相对移动速度淬火深度：钢淬透性、加热深度和冷却条件等2优点：设备简单；操作灵活；操作简单适用于各种形状的小批量零件或大型零件的局部淬火3缺点：生产效率低；难以控制，需要丰富的经验；淬火层的均匀性差；变形大4适用范围适用于各种形状的小批量零件或大型零件的局部淬火导槽、模具、凸轮轴（凸台）4.4 激光加热淬火技术1激光加热原理:用激光束加热材料表面，使之迅速生高到相变温度以上。
1.1 激光加热的特点：能量密度高，加热速度快、温度高，且容易控制。
2激光淬火（Laser Quenching）原理:用激光束加热材料表面，使之迅速生到相变点温度以上但不熔化，当激光束移开后表层自行快速冷却，并转变为马氏体。
2.1特点能量密度高，加热速度快、温度高，不需要淬火冷却介质。
3优点：☆工件变形小☆能量集中，热影响区小☆加热深度和轨迹容易控制☆适用于表面重熔，甚至可以熔化陶瓷。
为了不使材料熔化，激光淬火时能量密度一般为1000~6000 J/cm2 。
4缺点：存在回火软化带，对要求大面积均匀硬化层的工件不利5应用（1）高精度零件处理汽车大梁，汽车油泵，空压机、发动机的汽缸，汽车凹轮轴，热锻模大型内齿圈（2）管材内表面改性例：管内机器人＋激光表面改性技术，对细长管材内表面硬化处理，提高耐磨性，延长寿命，减少管材的使用量。
外径60mm，壁厚8mm，长2300mm的细长空心轴，淬火后振摆变形小于0.2mm 4.5 变形强化1变形强化机理：塑性变形←位错运动→位错增殖→位错交结→强度提高塑性变形→马氏体相变→强度提高最常用来表示金属材料变形强化的公式是Hollomon公式：S=Ken式中：S为真应力；e为真应变；n为变形强化指数；K材料硬化系数。
2（1）喷丸或抛丸强化:钢丸高速撞击工件表面，使表层材料产生大量的塑性变形。
（2）滚压强化：用钢球、辊轮或辊轴滚压工件表面，使工件表面产生大量的位错。
产生大量的位错，如有奥氏体相，促使马氏体相变，提高材料的表面强度。
较大的残余压应力。
提高材料的强度，特别是疲劳强度的方法。
4.5.1 喷丸强化1 喷丸强化：压缩空气带动钢丸高速撞击工件。
2优点：撞击点集中，易于控制。
4.5.2 抛丸强化1特点抛丸强化撞击面大，生产效率高。
用于弹簧钢板、圆弹簧、大型工件、车轮以及大批量生产的零件等。
4.5.3 滚压强化1.原理在一定的压力作用下，用钢球、辊轮或辊轴滚压工件表面，使工件表面产生大量的位错和较大的残余压应力，从而提高材料的表面强度，特别是疲劳强度的方法。
表面滚压的强化原理与喷丸和抛丸相同。
2适用范围滚压强化适用于轴类零件和沟槽类零件，不能用于复杂零件。
滚压改性层深度可达5mm以上，球墨铸铁曲轴滚压疲劳强度可提高20~33%滚压强化使零件产生变形，必须进行矫正处理。
第五章热扩渗定义：将工件放在特殊的介质（气体、液体或固体）中，使介质中的某一种或几种元素渗入工件表面，形成一定厚度的扩散层（或掺杂层），从而改变材料成分、组织和性能的方法。
热扩渗技术机理：渗剂产生活性原子，并不断提供给基体金属表面。
活性原子吸附在基体金属表面，并被基体金属吸收，形成固溶体或金属间化合物。
活性原子不断向基体金属内部扩散，渗层厚度不断增加。
热扩渗目的：提高强度、硬度和耐磨性。
渗氮表面硬度达950Hv~1200Hv，渗硼表面硬度达1400Hv~2000Hv。
提高疲劳强度。
渗碳、渗氮和渗铬使材料发生相变，表层体积膨胀，导致产生残余压应力。
提高淬透性。
低碳钢、低合金钢渗碳。
提高抗咬合、抗粘着能力和降低摩擦系数，如渗硫、氮化。
提高耐腐蚀性能，如渗铝、渗氮等气体渗碳气氛的形成方式：滴注式气体渗碳：向炉内滴入含碳有机液体，如煤油。
（设备简单，要求经验）吸入式气体渗碳：吸入富碳气氛进行渗碳。
（专用设备，大批量生产）氮基气氛渗碳：以纯氮为载体，加入碳氢化合物，一并注入炉内形成富碳气氛进行渗碳。
（专用设备）气氛检测仪器（CO2、CH4、CO分析仪）优点：提高硬度和耐磨性的同时，心部能保持相当高的韧性，可承受冲击载荷，疲劳强度较高缺点：处理温度高，工件畸变大应用渗碳工艺广泛应用于飞机、汽车、机床等设备的重要零件中，如齿轮、轴和凸轮轴等。
渗碳是应用最广、发展得最全面的化学热处理工艺。
渗氮优点：氮化层硬度高达950~1200Hv，耐磨性、疲劳强度、红硬性、抗咬合性能和减摩性能优于渗碳层。
低温渗氮：500~600℃渗氮，工件变形小。
缺点：时间长，数十到上百小时。
渗层薄（500μm），脆性高应用渗氮可以用于结构钢、高铬钢、工具钢和铸铁。
产品有销、轴、缸套、活塞、齿轮和模具等等。
渗氮层很薄，一般为0.1~0.15mm，渗氮处理后最好不加工或少量精加工在520~580℃，以渗氮为主，称氮碳共渗，渗层硬度比渗氮层略低，俗称软氮化。
氮碳共渗比渗氮时间大大缩短；渗层中不含ξ相，硬度略低，韧性好，裂纹敏感性小。
氮碳共渗是一种表面硬度高，摩擦磨损性能和疲劳性能好，尺寸变形小的热扩渗工艺。
在780~930℃，以渗碳为主，称碳氮共渗。
碳氮共渗比渗碳温度低，零件变形小，晶粒细，可以直接进行淬火，零件变形开裂倾向小。
氮不仅扩大了γ相区，而且提高奥氏体稳定性，提高了渗层的淬透性和淬硬性。
渗层存在较大的残余压应力。
更高的疲劳强度、耐磨性、耐蚀性和回火稳定性。
渗氮和氮碳共渗的应用渗氮层很薄，一般为0.1~0.15mm，渗氮处理后最好不加工或少量精加工。
不仅要求疲劳强度、耐磨性、耐蚀性和回火稳定性高，而且要求精度高的产品，如销、轴、缸套、活塞、活塞销、模具等等。
固体把工件埋入固体渗剂或用固体渗剂包裹工件，并加热达到一定温度，保持一定时间，使工件表面渗入一种或多种元素的方法。
固体渗剂包含：供渗剂（+还原剂）+催渗剂（或催化剂）+填充剂。
供渗剂：作用是提供渗入工件表面的活性原子，如供渗剂是稳定的化合物，还要加还原剂。
还原剂的作用是使供渗剂产生活性原子。
催渗剂（或催化剂）：促进活性原子渗入工件和促进还原反应。
填充剂：减轻或防止渗剂板结，降低生产成本。
渗剂原子活性越强，渗层就越厚液体将工件放入熔融液体中，使表面层渗入一种或几种元素的方法称为液体热扩渗。
盐浴法：（1）盐浴为渗剂，盐浴产生的活性原子渗到工件表层。
（2）渗剂浮于盐浴表面，盐浴作为载体传输活性原子。
热浸法：熔融金属液，热浸锌、热浸铝等熔烧法：渗剂制成浆料涂敷在工件表面，在真空或保护气氛下加热至渗剂熔点以上，渗剂元素扩散到基体金属表面。
热浸金属将工件浸入熔融的金属液中，使工件表面形成金属防护层的方法。
热浸金属的三个过程：（1）基体金属表面被溶解，形成合金层。
（2）合金层内的渗入原子向内扩散，形成固溶体或化合物。
（3）合金层外面包覆一层纯金属。
热浸铝和热浸锌是公认的经济实用的钢铁材料表面防护方法。
热浸锌在大气、海洋环境下使用的钢结构件已大量使用，如水管、高速公路护栏、铁搭、桥梁上大量使用。
热浸铝还在汽车零部件上使用。
渗铝是目前提高钢材耐硫化物腐蚀最有效的方法。
热浸铝原理：铝液与铁接触，在界面上形成Fe/Al合金层，并形成FeAl3化合物。
铝原子向内部扩散，不断形成FeAl3化合物，FeAl3相厚度增加。
随着铝原子继续向内扩散，还形成Fe2Al5相。
取出工件时，表面形成一层纯铝。
用常规方法对工件表面脱脂除锈用质量浓度为4%的K2ZrF6溶剂在50~80℃清洗工件：1）进一步清除工件表面铁锈2）活化工件表面，提高浸入能力和镀层的结合力。
工件干燥后，浸入铝液。
等离子体热扩渗等离子体热扩渗是利用低真空中气体辉光放电产生的离子轰击工件表面，在工件表面产生热扩渗的工艺。
特点离子轰击工件表面，使表面活性提高，容易吸收被渗离子和活性原子。
离子轰击能去除工件表面的氧化膜或钝化膜，使易氧化的金属（如不锈钢）也能进行热扩渗。
调节电参数、渗剂气体成分和压力来控制热扩渗层组织性能。
工艺过程易于控制。
离子渗氮将工件放入离子渗氮炉,抽真空至1.33Pa.通入少量含氮气体,如氨,使炉压升到规定值.阴极(工件)和阳极加直流高压,使炉内气体放电.氮离子和氢离子在高压电场作用下冲击阴极,产生大量热量加热工件,同时氮离子和氢离子被工件吸附,渗入工件，形成渗层.保持一定时间，渗层达到要求厚度后停电、停气，降温到200℃后出炉。
工艺辉光电压：保温阶段为500~700V电流密度：0.5~15 mA/cm2。