1表面预处理工艺

1表面预处理工艺（关键因素）指标:（1）表面清洁度（2）表面粗糙度

2机械性清理：滚光和刷光、机械磨光和抛光、喷砂或喷丸

3.脱脂：化学脱脂、有机溶剂脱脂溶剂、水剂脱脂、电化学脱脂

1.表面淬火层的组织：淬硬层、过渡区及心部组织

2.表面淬火原理：采用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3（对亚共析钢）或者Ac1（对过共析钢）之上，然后使其快速冷却并发生马氏体相变，形成表面强化层的工艺过程。分类：依据热源不同，分为感应加热淬火、火焰淬火、激光淬火、电子束淬火。

3.表面淬火技术与常规淬火技术的区别：1）提高加热速度将使钢的相变点温度A c3与Ac cm大幅度提高，但使A c1温度升高有限；快速加热可使A晶粒及其中亚结构细化；2）快速加热条件下渗碳体难以充分溶解，形成的奥氏体成分也相当不均匀（不均匀A包括未溶碳化物、高碳偏聚区和贫碳区，淬火后形成高碳和低碳马氏体区域，造成显微硬度的微观不均匀。

因此需要预先热处理（调质、正火、球化退火处理））5.影响淬硬层性能的影响因素：（1）材料成分（通过影响材料的淬硬性和淬透性来影响激光淬硬层深

度与硬度；随钢中含碳量增加，淬火后马氏体的含量也增加，激光淬硬层的显微硬度也越高）（2）激光工艺参数（3）表面预处理状态（两个方法：a表面组织准备：通过调质处理等手段使钢铁材料表面具有较细的表面组织，以保证激光淬火时组织与性能的均匀、稳定; b表面“黑化”处理：提高钢铁表面对激光束的吸收率。黑化方法：磷化法，氧化法，喷刷涂料法，镀膜法等。

7.受控喷丸技术原理：又称喷丸强化技术，利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面，使材料在再结晶温度下产生弹塑性变形，并呈现较大的残余压应力，从而提高工件表面强度、疲劳强度和抗应力腐蚀能力的表面工程技术。

1.热扩渗技术的突出特点：渗层与基体金属之间是冶金结合，结合强度很高，渗层不易脱落或剥落。

2.热扩渗层形成的基本条件（1）渗入元素必须能够与基体金属形成固溶体或金属间化合物；（2）欲渗元素与基材必须直接接触；（3）3被渗元素在基体金属中要有一定的渗入速度；（4）该反应必须满足热力学条件（靠化学反应提供活性原子）

置换反应 A+BCl2(气)→AlCl2 (气) +[B] 还原反应 BCl2(气) +H2→2HCl(气)+[B]

分解反应 BCl2(气) →Cl2 (气) +[B]

3.渗层形成机理(1)产生渗剂元素的活性原子并提供给基体金属表面;(活性原子提供方式（热激活能法和化学反应法）)(2)渗剂元素的活性原子吸附在基体金属表面上，随后被基体金属所吸收，形成最初的表面固溶体或金属间化合物，建立热扩渗所必须的浓度梯度；（3）渗剂元素原子向基体金属内部扩散，基体金属原子也同时向渗层中扩散，使扩渗层增厚。扩散机理（间隙式扩散机理、置换式扩散机理和空位式扩散机理）

4.热扩渗速度的影响因素热扩渗初始阶段，溶入元素原子的扩渗速度受产生并供给渗剂活性原子的

化学反应速度控制；渗层达到一定厚度后，扩渗速度则主要取决于扩散过程的速度。影响化学反应速度的主要因素有反应物浓度、反应稳定和活化剂（催化剂）等。

5.热扩渗工艺分类（1）对于钢铁材料：高温扩散，高于910℃；中温扩散，720~910℃；和低温热扩散，低于720℃（2）按渗入元素：非金属元素热扩渗，金属元素热扩渗，金属-非金属元素多元热扩渗，通过扩算减少或消除某些杂志的扩散退火，即均匀化退火（3）根据渗剂在工作温度下渗剂的物质状态可分为：气体热扩渗，液体热扩渗，固体热扩渗，等离子体热扩渗和复合热扩渗

6.气体渗碳（1）定义：在增碳的活性气氛中，将低碳钢货低碳合金钢加热到高温（一般为

900~950℃），使活性碳原子进入钢的表面，以获得高碳渗层的工艺方法

（2）特点：1固体渗碳老爹条件差，生产效率低；液体渗碳稳定性差，工件质量波动大；等离子渗碳设备造价高，且不完善。 2应用范围广泛，生产量大，研究最深入透彻，生产量占整个热扩渗工艺的

60%~70%，可计算后精确控制。

（3）影响因素：1、温度与时间当工件材质、渗碳温度和碳势确定后，渗碳时间渗碳层深度确定，浅层2~3h，常规5~8，深层16~30h； 2、渗碳气氛评价气氛的渗碳能力，碳势：给定温度下，刚健表面碳含量（奥氏体状态）与炉中气氛达到动平衡时，钢件表面的实际碳含量；3、钢的化学成分碳化物形成元素能提高渗层表面的碳含量，增大碳的含量梯度，非碳化物形成元素则降低渗层表面的碳含量。Cr，Mo，Ni，Ti等促进韧性，国内常用20CrMoTi和国外20CrNiMo。（4）气体渗碳主要方式

A滴注式气体渗碳：把含碳有机液体滴入或注入气体渗碳炉内，含碳有机液体受热分解产生渗碳气氛，对工件进行渗碳；设备简单，多用煤油做 B吸热式气氛渗碳：在连续式作业炉和密封式箱式炉中进行气体渗碳时，常用吸热式气体加含碳富化作为渗碳气氛；

C氨基气氛渗碳：一种以纯氮作为载气，添加碳氢化合物进行气体渗碳的工艺方法；按渗层深度：浅层（<0.7mm）、常规（0.7~1.5mm）和渗层渗碳（>1.5mm）连续炉产量大、效率高、质量稳定炉内一般分为四区。a加热区：冷零件计入炉内要吸收大量的热量，功率要比较大，以使零件淬透；880~900℃ b渗碳区：在此区内基本达到渗碳层深要求，920~940℃，气氛根据工件要求而定，碳势控制在1.1%左右 c扩散区：调整和控制零件表面碳含量，使其沿渗层深度均匀下降，即碳含量梯度平缓，900℃，碳势控制在0.9%。d预冷淬火区：降低淬火温度，使工件淬火后的变形量和残余奥氏体含量减少，830~850℃，碳势控制在0.8%。

7.液体热扩渗：盐浴法、热浸法、熔烧法

8.低温盐浴共渗法发展阶段高氰盐浴氮碳共渗→中氰盐浴氮碳共渗→低氰盐浴氮碳共渗

冷却方式：空冷，油冷，水冷，专用盐浴中冷

9.热浸锌的工艺与性能湿法热浸锌、干法热浸锌、氧化还原热浸锌、铅锌法热浸锌、单面热浸锌。

10.热浸锌的工艺参数：锌液温度、浸锌时间及抽出速度（从锌液中抽出速度低，纯锌层薄；2 抽出速度高，纯锌层厚）

11.热浸铝影响因素：工件基体的化学成分、铝液的成分、浸铝的温度和时间等

（钢中碳、硅含量增加，热浸铝厚度减少；钢中铬、锰等元素也使浸铝层的厚度减少；

锌提高铝液与钢基的反应速度与渗层的附着力；硅提高铝液的流动性、降低合金层的厚度和硬度；铁会增大铝液粘度、影响渗(镀)层厚度和耐蚀性）12.固体热扩渗中影响渗层深度和质量的因素：固体渗剂的成分（主要）、温度和时间

固体渗剂分类：供渗剂、催渗剂(活化剂)、填充剂

13.固体渗硼渗剂活性越强，渗层越厚，其中的FeB 比例越大；反之，渗层薄，FeB少，甚至渗层中无FeB