金属热处理及表面处理工艺规范
金属材料的热处理和表面处理
金属材料的热处理和表面处理金属材料在工业生产和制造过程中扮演着重要的角色。
为了提高金属材料的性能和延长其使用寿命，热处理和表面处理成为必不可少的工艺。
本文将介绍金属材料的热处理和表面处理的基本概念、工艺和应用。
一、热处理热处理是通过在一定温度范围内对金属材料进行加热、保温和冷却来改变其组织结构和性能的工艺。
常见的热处理方法包括退火、淬火、回火和正火。
1. 退火退火是最常见的热处理方法之一，通过将金属材料加热至一定温度，然后缓慢冷却至室温，以改善金属的塑性、韧性和机械性能。
退火过程中，金属材料的晶粒会长大并且组织结构得到调整，从而消除内部应力和缺陷。
2. 淬火淬火是将金属材料迅速冷却至室温的热处理方法。
淬火能使金属材料获得高硬度和较高的强度，但会增加脆性。
因此，通常需要通过回火来降低脆性。
3. 回火回火是将淬火后的金属材料加热至一定温度，然后以适当速度冷却的过程。
回火旨在降低金属材料的硬度和脆性，提高其韧性和塑性，以适应不同的使用要求。
4. 正火正火是将金属材料加热至临界点以上，然后冷却至室温的热处理过程。
正火能改善金属材料的硬度、强度和韧性，并且能提高金属材料的耐磨性能。
二、表面处理表面处理是通过对金属材料表面进行物理、化学或电化学处理，以提高金属材料的耐腐蚀性、耐磨性、装饰性和功能性。
常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、热喷涂和阳极氧化。
1. 电镀电镀是利用电解质溶液中的金属离子，通过电解沉积在金属材料表面，形成一层金属膜的过程。
电镀可以改善金属材料的外观，提高其耐腐蚀性和耐磨性，同时也可以增加金属材料的导电性和焊接性。
2. 喷涂喷涂是将涂料通过喷枪均匀地喷洒在金属材料表面的过程。
喷涂能够形成一层保护膜，提供金属材料防锈、防腐蚀和装饰的功能。
常见的喷涂涂料有涂胶、烤漆和粉末涂料等。
3. 热喷涂热喷涂是将金属粉末或陶瓷粉末加热至熔点，然后通过喷枪喷射在金属材料表面形成涂层的过程。
热喷涂能够提高金属材料的抗腐蚀性、耐磨性和耐高温性，常用于航空航天和化工等领域。
金属表面处理工艺及热处理目的
金属表面处理工艺及热处理目的金属常用表面处理工艺步骤：★钢铁件磷化工艺流程：除油→除锈→表调→磷化→涂装★ABS/PC塑料电镀工艺流程：除油→亲水→预粗化PC≥50%→粗化→中和→整面→活化→解胶→化学沉镍→镀焦铜→镀酸铜→镀半亮镍→镀高硫镍→镀亮镍→镀封→镀铬★PCB电镀工艺流程：除油→粗化→预浸→活化→解胶→化学沉铜→镀铜→酸性除油→微蚀→镀低应力镍→镀亮镍→镀金→干燥★钢铁件多层电镀工艺流程：除油→除锈→镀氰化铜→镀酸铜→镀半亮镍→镀高硫镍→镀亮镍→镍封→镀铬★钢件件前处理打磨件、非打磨件工艺流程：打磨件→除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀→非它电镀非打磨件→热浸除油→电解除油→酸蚀→非它电镀★锌合金件镀前处理工艺流程：除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀→镀碱铜→镀酸铜或焦磷酸铜→其它电镀★铝及其合金镀前处理工艺流程：除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→化学沉锌→浸酸→二次沉新→镀碱铜或镍→其它电镀除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→铝铬化→干燥→喷沫或喷粉→烘干或粗化→成品除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→阳极氧化→染色→封闭→干燥→成品多种热处理的目的：1、退火：其目的是改善普通工具的可加工性和热处理工艺性能。
退火主要采用球化退火，对不易球化的钢可采用循环退火的方法以增进球化效果。
2、正火：其目的是细化过热钢的晶粒或消除过共析钢的网状碳化物。
普通工具钢正火后通常为片状珠光体组织，一般还要进行球化退火，使珠光体球化。
3、调质：调质可使工件加工后得到较低的表面粗糙度，细化淬火前钢的组织减少最终热处理的变形，并得到高而均匀的淬火硬度。
4、去应力退火：主要用于消除因冷塑变形产生的加工硬化或消除切削加工产生的内应力。
5、淬火：普通工具热处理以盐浴加热为主，工具在淬火加热之前应进行预热特别是形状复杂或大尽寸工具，以及一些高合金钢制作的工具，预热一定要认真做好。
6、回火：工具大多采用低温回火。
普通工具一般只回火1次；高合金钢制作的工具因残留奥氏体较多，大多要进得2次回火。
钢的表面处理工艺
钢的表面处理工艺钢的表面处理工艺一、表面处理概念表面处理是一种对工件表面涂覆某种覆盖层，以改善工件外观、性能、耐腐蚀等，来达到特定要求的工艺。
表面处理工艺可以分成有机覆盖技术、无机覆盖技术以及组合覆盖技术。
无论是机械加工、表面处理，还是最终的特殊处理，都可以通过改变表面特性以满足客户对产品使用性能的要求。
表面处理工艺主要包括有：抛光、抛丸、打磨、研磨、抛光、镀锌、缓蚀、涂装、热处理等，根据需求的不同，还可以采用刻蚀、沉积、电镀、电泳、氧化、气相沉积、氟化处理等技术。
二、表面处理工艺1、抛光：抛光是表面处理的一种技术，用于去除表面金属粗糙度，使表面有一定的光泽度，以增加表面美观，抛光可以通过手工抛光，机械抛光，抛光轮，树脂抛光膏，抛光布进行。
2、抛丸：抛丸是利用高速运动的小珠子影响工件表面的处理工艺。
抛丸可以对表面粗糙度较大的工件，进行除锈、除腐蚀、除气孔，形成可控的粗糙度表面。
3、打磨：打磨是一种有效的表面处理技术，主要是利用砂轮磨、砂布磨、磨料磨、把杆磨、摩擦片磨、刀具复磨等方式，对工件表面进行润滑、增粗、去细、去坑、去芒、去污等处理。
4、热处理：热处理是一种以改变表面硬度和耐磨性为目的，通过加热至一定温度，然后利用冷却介质冷却的表面处理工艺，它可以改变钢材的材质，改善抗腐蚀性，改善表面硬度和耐磨性。
5、镀锌：镀锌是一种通过在金属表面涂覆一层薄膜形成结构的表面处理工艺。
热镀锌或电镀锌都可以有效的抵御酸雨和腐蚀，以延长金属表面的使用寿命。
6、涂装：涂装是一种使用涂料覆盖工件表面的表面处理工艺，其目的是为了增加表面的耐腐蚀性和装饰性，常用的涂料有烤漆、油漆、塑料漆、粉末涂料等。
金属热处理及表面处理工艺
一、热处理工艺简解1、退火操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50℃或Ac1+30~50℃或Ac1以下的温度（能够查阅有关材料）后，通常随炉温缓慢冷却。
意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所发生的内应力。
运用关键：1.适用于合金布局钢、碳素东西钢、合金东西钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状况不合格的原材料；2.通常在毛坯状况进行退火。
2、正火操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50℃，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所发生的内应力。
运用关键：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。
关于功能需求不高的低碳的和中碳的碳素布局钢及低合金钢件，也可作为最终热处理。
关于通常中、高合金钢，空冷可致使彻底或部分淬火，因而不能作为最终热处理工序。
3、淬火操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时刻，然后在水、硝盐、油、或空气中疾速冷却。
意图：淬火通常是为了得到高硬度的马氏体安排，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体安排，以进步耐磨性和耐蚀性。
运用关键：1.通常用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但一起会构成很大的内应力，下降钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的归纳力学功能。
4、回火操作方法：将淬火后的钢件从头加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。
意图：1.下降或消除淬火后的内应力，削减工件的变形和开裂；2.调整硬度，进步塑性和耐性，取得作业所需求的力学功能；3.安稳工件尺度。
运用关键：1.坚持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在坚持必定韧度的条件下进步钢的弹性和屈从强度时用中温回火；以坚持高的冲击韧度和塑性为主，又有满足的强度时用高温回火；2.通常钢尽量防止在230~280℃、不锈钢在400~450℃之间回火，因为这时会发生一次回火脆性。
四大热处理工艺
四大热处理工艺
热处理工艺是一种通过改变材料的物理结构、化学成分和性质来改善其性能的技术。
在热处理工艺中，有四项主要的工艺，分别是退火、淬火、回火以及表面处理。
这四种热处理工艺都具有不同的特点和应用范围，并被广泛应用于现代工业生产中。
1. 退火工艺
退火工艺是将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却至室温的工艺。
此工艺可以减少材料中的残余应力和提高硬度，改善材料的延展性和韧性，提高材料的加工性能，适用于铸造、锻造和变形加工等多种材料加工领域。
退火的最佳温度和持续时间会因材料不同而异。
2. 淬火工艺
淬火是将金属材料加热到一定温度后，通过迅速冷却来改变材料的组织结构和性质的工艺。
此工艺可以提高材料的硬度、强度和耐磨性，适用于制造各种机械零部件、工具等。
淬火温度、冷却速度和时间会对最终的材料性能产生显著的影响。
3. 回火工艺
回火工艺是在淬火后，将已经变硬的材料重新加热到一定温度，然后缓慢冷却的工艺。
此工艺可以减轻材料的脆性，并使其具有较好的延展性和韧性，适用于制造各种高强度零部件，如弹簧、轴承、齿轮等。
回火的最佳温度、时间和冷却速度也会因材料不同而异。
4. 表面处理工艺
表面处理工艺是将材料表面进行改性的工艺，包括氮化、硬化、镀膜等多种方法。
通过这些方法可以改善材料表面硬度、抗腐蚀性、耐磨性和抗疲劳性等，适用于制造各种高性能零部件和设备。
综上所述，四种热处理工艺在现代工业中都具有广泛的应用。
不同材料和加工要求会产生不同的需要，因此选择合适的热处理工艺不仅可以改善材料的性能，也可以提高生产效率，实现工业生产的可持续发展。
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。
金属材料生产工艺
金属材料生产工艺金属材料生产工艺是指将金属原料经过一系列加工和处理步骤，最终制成各种金属产品的过程。
它是现代工业生产的重要组成部分，广泛应用于汽车制造、建筑工程、电子设备等领域。
本文将介绍金属材料的加工方法、热处理技术以及表面处理工艺等内容。
一、金属材料的加工方法金属材料的加工方法主要包括锻造、压力加工、铸造、焊接和切削等。
锻造是将金属材料加热至一定温度后，通过锤击或压力使其形成所需的形状。
压力加工是通过施加压力使金属材料变形，例如挤压、拉伸和冲压等。
铸造是将熔化的金属注入模具中，冷却后得到所需形状的零件。
焊接是将两个或多个金属材料通过热源熔化并连接在一起。
切削是通过刀具对金属材料进行切割，常用于制造零件和零件的加工。
二、金属材料的热处理技术热处理是通过加热和冷却的方式改变金属材料的组织和性能。
常见的热处理技术包括退火、淬火、回火和固溶处理等。
退火是将金属材料加热至一定温度，然后缓慢冷却，以消除应力和改善材料的可加工性。
淬火是将金属材料加热至临界温度，然后迅速冷却，以使材料获得高硬度和强度。
回火是在淬火后将金属材料加热至较低温度，然后冷却，以减轻淬火时产生的内应力。
固溶处理是将金属材料加热至固溶温度，然后快速冷却，以改善材料的硬度和强度。
三、金属材料的表面处理工艺金属材料的表面处理工艺主要包括防锈处理、电镀和喷涂等。
防锈处理是通过涂覆防锈剂或进行化学处理，以保护金属材料免受氧化和腐蚀。
电镀是将金属材料浸入电解液中，通过电流的作用，在材料表面形成一层金属镀层，以增加材料的耐腐蚀性和美观性。
喷涂是将涂料喷洒在金属材料表面，形成一层保护层，以增加材料的耐候性和装饰效果。
总结金属材料生产工艺是现代工业生产的重要环节。
通过锻造、压力加工、铸造、焊接和切削等加工方法，可以将金属材料制成各种形状的零件和产品。
通过热处理技术，可以改变金属材料的组织和性能，以满足不同的工程要求。
通过表面处理工艺，可以保护金属材料免受腐蚀和氧化，并增加其美观性和装饰效果。
金属热处理及表面处理工艺
一、热处理工艺简解1、退火操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50°C或Acl+30~50°C或Acl以下的温度（能够查阅有关材料）后，通常随炉温缓慢冷却。
意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备：3.消除冷、热加工所发生的内应力。
运用关键：1.适用于合金布局钢、碳素东西钢、合金东西钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状况不合格的原材料；2.通常在毛坯状况进行退火。
2、正火操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm以上30~50"C,保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能：2.细化晶粒，改进力学功能，为下步工序做准备：3.消除冷、热加工所发生的内应力。
运用关键：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。
关于功能需求不高的低碳的和中碳的碳素布局钢及低合金钢件，也可作为最终热处理。
关于通常中、高合金钢，空冷可致使彻底或部分淬火，因而不能作为最终热处理工序。
3、淬火操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Acl以上，保温-段吋刻，然后在水、硝盐、油、或空气中疾速冷却。
意图：淬火通常是为了得到高硬度的马氏体安排，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单-•均匀的奥氏体安排，以进步耐磨性和耐蚀性。
运用关键：1.通常用于含碳量大于百分Z零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但一起会构成很大的内应力，下降钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的归纳力学功能。
4、回火操作方法：将淬火后的钢件从头加热到Acl以下某■温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。
意图：1.下降或消除淬火后的内应力，削减工件的变形和开裂；2.调整硬度，进步塑性和耐性，取得作业所需求的力学功能；3.安稳工件尺度。
运用关键：1.坚持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在坚持必定韧度的条件下进步钢的弹性和屈从强度时用中温回火：以坚持高的冲击韧度和塑性为主，又有满足的强度时用高温回火：2.通常钢尽量防止在230-280 °C ＞不锈钢在400~450°C 之间回火，因为这时会发生一次回火脆性。
第6章 金属热处理及表面处理技术
• （1）奥氏体形核 奥氏体晶核首先在铁素体相界面处形成。 • （2）奥氏体长大 形成的奥氏体晶核依靠铁、碳原子的扩散，
同时向铁素体和渗碳体两个方向长大，直至铁素体消失。 • （3）残余渗碳体溶解 在奥氏体形成过程中，铁素体首先消失，
残余的渗碳体随着加热和保温时间的延长，不断溶入奥氏体， 直到全部消失。 • （4）奥氏体成分的均匀化 刚形成的奥氏体，其中的碳浓度是 不均匀的，在原渗碳体处含碳量较高，而原铁素体处含碳量较 低，只有在继续加热保温过程中，通过碳原子的扩散，才能使 奥氏体中的含碳量趋于均匀，形成成分较为均匀的奥氏体。
第6章 金属热处理及 表面处理技术
6.1概述
• 随着科学技术和生产技术的发展，对钢铁材料的性能也提 出了越来越高的要求，改善钢材的性能，有两个主要途径：
一个是加入合金元素，调整钢的化学成分，即合金化的方 法；另一个则通过钢的热处理，调整钢材内部组织的方法。
• 所谓钢的热处理，就是通过加热、保温和冷却，使钢材内 部的组织结构发生变化，从而获得所需性能的一种工艺方 法。
• 从上述分析可以看出，零件加热后进行适当的保温是很有 必要的。其目的是：能使零件在保温过程中彻底完成相变； 为了得到成分较为均匀的奥氏体组织。
• 亚共析钢和共析钢的奥氏体化过程与共析钢相似，不同的 是，在室温下它们的平衡组织中除珠光体外，还有先共析 相存在，当它们被加热到Ac1以上时，首先是其中的珠光 体转变为奥氏体（这一过程与共析钢相同），而此时还有 先共析相（铁素体或渗碳体）存在，要得到单一的奥氏体， 必须提高加热温度，对亚共析钢来说，加热温度超过Ac3 后，先共析铁素体才逐渐转变为奥氏体；对过共析钢来说， 加热温度超过Arcm后，先共析渗碳体才会全部溶解到奥 氏体中去。因此，亚共析钢和过共析钢在上、下临界点之 间加热时，其组织应该是奥氏体和先共析相组成的两相组 织，这种加热方法称为两相区加热或“不完全奥氏体化”， 它常在过共析钢的加热中使用。
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
金属表面处理工艺及技术
四 喷涂的涂层厚度为几十微米至数毫米.
二．热喷涂的特点
一 工艺灵活,适用范围广.热喷涂施工对象可大可小,小的可 到一0mm内孔[线爆喷涂],大的可到桥梁、铁塔[火焰线材喷 涂或电孤喷涂],可在室内喷涂,也可在野外现场作业；可 整体喷涂,也可以局部喷涂.
低碳钢渗碳缓冷后的组织
五渗碳后的热处理 淬火+低温回火, 回火温度为一六0-一八0℃.淬火方法有： ⑴ 预冷淬火法 渗碳后预冷到略高于Ar一温度直接淬火.
渗碳后的热处理示意图
⑵一次淬火法：即渗碳缓冷后重新加热淬火. ⑶ 二次淬火法： 即渗碳缓冷后第一次加热为心部Ac三+三0-五0℃,细化心部；
金属表面处理工艺
一、表面热处理
一、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.
火焰加热 感
应 加 热
表面淬火目的： 一 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; 二 心部在保持一定的强度、硬度的条件下,具有足够的塑
碳钢. 常用钢号为三八CrMoAl. ⑵氮化温度为五00-五七0℃ 氮化层厚度不超过0.六-0.七
mm.
井式气体氮化炉
⑶常用氮化方法 气体氮化法与离子氮化法. 气体氮化法与气体渗碳法类似,
渗剂为氨. 离子氮化法是在电场作用下,
使电离的氮离子高速冲击作为 阴极的工件.与气体氮化相比, 氮化时间短,氮化层脆性小.
第二次加热为Ac一+三0-五0℃,细化表层.
渗碳后的热处理示意图
常用方法是渗碳缓冷后,重新加热到Ac一+三0-五0℃淬火+低 温回火.此时组织为：
金属材料的热处理工艺及性能改善技术
金属材料的热处理工艺及性能改善技术随着工业技术的不断发展，金属材料在各个领域中扮演着重要的角色。
然而，金属材料的性能往往需要根据具体需求进行改善。
而其中一种常见的方法就是通过热处理工艺来实现。
本文将介绍金属材料的热处理工艺及性能改善技术。
1. 热处理工艺热处理是指通过加热和冷却等一系列工艺过程，使金属材料的结构及性能得到改善的工艺方法。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。
1.1 退火退火是将金属材料加热到一定温度，保持一段时间后缓慢冷却的工艺。
通过退火可使金属材料的晶粒细化、消除内应力以及改善塑性和韧性等性能。
1.2 正火正火是将金属材料加热到适当温度，然后在空气中自然冷却的工艺。
正火可以提高金属的强度和硬度，但相对于淬火而言变形较小。
1.3 淬火淬火是将金属材料加热到临界温度，然后迅速冷却的工艺。
淬火可以使金属材料的组织变为马氏体，从而提高硬度和强度，但会减小其塑性和韧性。
1.4 回火回火是将淬火后的金属材料再次加热到适当温度后冷却的工艺。
通过回火可以减轻淬火带来的脆性，提高金属材料的韧性和塑性。
2. 性能改善技术除了热处理工艺外，还有一些其他的技术可以用于金属材料的性能改善。
2.1 表面处理技术表面处理技术可以通过改变金属材料的表面结构和成分，来提升其耐磨性、耐腐蚀性以及表面光洁度等性能。
常见的表面处理技术包括电镀、喷涂和化学处理等。
2.2 合金化合金化是指将金属材料与其他元素进行混合，形成新的合金材料的过程。
通过合金化可以改变金属材料的组织结构和成分，从而改善其硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
2.3 疲劳寿命改善技术金属材料在长时间的使用过程中往往会出现疲劳破坏。
为了提高金属材料的疲劳寿命，可以采用表面强化、应力调控和表面涂覆等技术来改善材料的耐疲劳性能。
2.4 加工技术金属材料在加工过程中，其组织结构可能会发生变化，从而影响其性能。
因此，通过精确的加工技术可以使金属材料的性能得到改善。
热处理工艺技术标准
热处理工艺技术标准热处理工艺技术标准是指对于金属和合金材料在加工过程中进行热处理时所需遵循的一系列规范和要求。
这些标准旨在确保热处理过程的稳定性和可靠性，以保证材料的组织和性能可以得到最佳的改善。
首先，热处理工艺技术标准要求对待热处理材料的选择和准备进行规范。
在选择材料时，应根据其成分和性能特点，确定合适的热处理方法。
同时，对于材料的表面处理和清洁也要进行规范，以确保材料表面没有污染物和氧化层。
其次，热处理工艺技术标准要求对热处理设备和工艺参数进行规范。
热处理设备应具备足够的稳定性和精度，以确保热处理过程的控制和监测。
同时，热处理过程中的温度、时间和冷却速度等工艺参数也要进行规范。
这些参数的选择应根据具体材料和要求来确定，并进行充分的试验验证。
此外，热处理工艺技术标准还要求对热处理后的材料进行检测和评估。
这包括对材料的组织结构、硬度和其他性能指标的测试。
这些测试应基于相关标准和方法，以确保测试结果的准确性和可靠性。
最后，热处理工艺技术标准要求对热处理后的材料进行质量控制。
这包括对材料的出厂检验和过程控制。
出厂检验应确保热处理产品符合相应的标准和要求。
而过程控制主要是通过监测和调整热处理工艺参数，以确保每一批产品的质量和性能稳定。
总之，热处理工艺技术标准是热处理工艺的基础，对于保证材料的组织和性能得到最佳改善具有重要意义。
通过规范材料选择、设备和工艺参数、检测和评估以及质量控制等方面的要求，可以确保热处理过程的稳定性和可靠性。
此外，热处理工艺技术标准的遵循还可以提高热处理产品的质量和性能，满足客户的需求和要求，促进热处理行业的发展。
金属热处理及表面处理工艺规范
北京奇朔科贸有限公司部分金属材料热处理及表面处理工艺规范第一版编写：赵贵波审核：批准：北京奇朔科贸有限公司二零一二年六月目录1.0 热处理的工艺分类及代号---------------------------------------------------------------------3 1.1 基础分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.2 附加分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.3 热处理工艺代号--------------------------------------------------------------------------------------41.4 图样中标注热处理技术条件用符号--------------------------------------------------------------72.0 金属材料的热处理方法和应用目的-------------------------------------------------------8 2.1 钢的淬火-----------------------------------------------------------------------------------------------82.2 热处理的过程方法和应用目的--------------------------------------------------------------------93.0 部分金属材料的热处理规范-----------------------------------------------------------------17 3.1 渗碳钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------17 3.2 渗氮钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------------20 3.3 调质钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------21 3.4 -弹簧钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------------23 3.5 轴承钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------25 3.6 合金工具钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------- 26 3.7 碳素工具钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------291.0热处理的工艺分类及代号热处理的工艺分类由基础分类和附加分类组成。
常见的热处理和表面处理方法
常见的热处理和表面处理方法一、常见的热处理方法热处理是通过对金属材料进行加热、保温和冷却等操作，来改变其组织结构和性能的一种工艺方法。
1. 退火退火是将金属材料加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
就像是让金属材料做个“慢动作的放松操”。
它可以降低材料的硬度，提高塑性，细化晶粒，消除内应力等。
比如在制造一些精密零件时，经过退火处理后的金属材料更容易加工成型。
2. 正火正火和退火有点类似，但正火的冷却速度比退火快一些。
正火就像是给金属材料一个“比较急促的冷静”。
正火可以提高材料的强度和硬度，同时改善切削加工性能。
对于一些中碳钢和中碳合金钢来说，正火是一种常用的预处理工艺。
3. 淬火淬火是将金属材料加热到临界温度以上，保温一定时间后迅速冷却的热处理工艺。
这就好比是让金属材料瞬间“受个刺激”。
淬火能显著提高材料的硬度和耐磨性，但淬火后的材料通常会变得比较脆。
所以淬火后往往还需要进行回火处理。
例如，刀具经过淬火处理后可以变得更加锋利。
4. 回火回火是将淬火后的金属材料加热到低于临界温度的某一温度范围，保温一定时间后冷却的热处理工艺。
它就像是给淬火后的材料“压压惊”。
回火可以降低淬火内应力，提高材料的韧性和塑性，调整硬度等。
根据回火温度的不同，可以分为低温回火、中温回火和高温回火。
二、常见的表面处理方法表面处理主要是为了提高金属材料的表面性能，如耐磨性、耐腐蚀性等。
1. 电镀电镀就是利用电解原理在金属表面镀上一层其他金属或合金的过程。
这就像给金属材料穿上了一层“金属外衣”。
比如在铁制品表面镀上一层铬，可以提高其表面的硬度和耐腐蚀性，使铁制品看起来更加光亮美观。
电镀过程中，要把被镀的金属作为阴极，镀层金属作为阳极，放入含有镀层金属离子的电解液中，通过直流电的作用，使镀层金属离子在被镀金属表面沉积。
2. 化学镀化学镀不需要外接电源，它是利用化学反应在金属表面沉积一层金属或合金的方法。
就像是让金属表面自己“长出”一层东西。
金属热处理工艺
金属热处理工艺金属热处理，又称金属热处理工艺，是指在热处理设备中将金属材料经过一定的温度，时间和处理环境的变化，以改变材料的性能的工艺方法。
它可以分为固定、装配、冷处理和热处理四大类工艺。
热处理是机械加工中重要的一环，它是改变金属材料结构和性能的有效方法。
通过热处理可以改变金属材料的组织结构、提高它的硬度、强度、抗拉强度和塑性，改善金属材料的使用性能，以适应其他过程的要求，从而满足机械性能的要求。
热处理可以分为四种基本工艺：回火、正火、凝固和淬火。
回火是一种加热金属材料，使材料达到一定温度，然后将其放在稳定的环境中，使其恢复机械性能，有效改善金属材料的硬度、强度、抗拉强度和塑性，以改善材料的使用性能而被称为回火。
正火是一种加热金属材料，使其达到一定温度，然后冷却凝固，以改善金属材料的冷却性能而被称为正火。
凝固是一种加热金属材料，使其达到一定温度，然后慢慢冷却凝固，使金属材料的结构和性能达到最佳。
淬火是一种加热金属材料，使其达到一定的温度和时间，然后冷却凝固，使钢材有一定的淬火硬度，以改善金属材料的耐磨性能而被称为淬火。
金属热处理工艺还可以分为表面处理工艺和表面金属热处理工艺，主要用于改变金属材料的表面性能。
表面处理工艺可以分为氧化处理和热处理。
氧化处理包括涂装、渗氮、氧化处理和渗碳处理等。
热处理工艺包括热处理、熔炼处理、热处理和热处理表面金属处理等。
金属热处理的质量是非常重要的，它直接影响着金属产品的性能和使用寿命。
因此，在金属热处理中，必须采用严格的质量控制技术，对加工过程中的温度变化、温度超标、温度不均匀度以及处理环境进行严格检测，确保金属热处理的质量。
金属热处理工艺是一种重要的工艺，它的作用在机械加工中越来越重要。
如果金属热处理工艺在加工过程中未得到足够重视，将会严重影响机械性能，甚至破坏产品的使用寿命。
因此，在加工中，金属热处理工艺必须得到正确的应用，以便提高金属加工产品的性能，提高产品的质量和使用寿命。
金属热处理及表面处理技术
第5章金属热处理及外表处理技术本章学习要求〔本课程的重点章节之一〕1. 理解本质晶粒度与实际晶粒度的含义，控制晶粒度大小的因素；钢在加热和冷却过程中产生的缺陷；2. 熟悉钢在加热和冷却时组织转变的机理；3. 掌握各种热处理的详细工艺过程；本章学习重点➢钢在加热时组织转变的过程中及影响因素；➢共析钢奥氏体等温冷却曲线中各条线的含义。
C曲线中种温度区域内奥氏体转变产物的组织形貌，性能特点。
➢非共析钢C曲线与共析钢C典线的差异及影响C典线的因素；➢奥低体连续冷却转变曲线的特点，冷却速度对钢的组织变化和最终性能的影响；➢各种热处理的定义、目的、组织转变过程，性能变化，用途和适用的钢种、零件的范围。
学习方法指导◆演绎法“铁碳碳相图、C曲线〞→“钢在加热和冷却时组织转变的机理和产物〞→“各种热处理方法〞。
◆联想展开法围绕“钢的成份-组织-性能〞间的关系，理解“退火、正火、淬火、回火及外表热处理的目的、工艺及应用〞。
金属热处理根本概念➢钢的热处理，就是通过加热、保温和冷却，使钢材内部的组织构造发生变化，从而获得所需性能的一种艺方法。
➢并不是所有的金属材料都能进展热处理，在固态下可以发生组织转变，这是热处理的一个必要条件。
金属热处理类型退火、正火、淬火、回火及外表热处理第1节钢加热时的组织转变●奥氏体的形成〔晶格改组和Fe，C原子的扩散过程〕➢共析钢奥氏体化温度Ac1温度：F(bcc,0.0218)+Fe3C(6.69) A (Fcc, 0.77)➢共析钢奥氏体化过程〔遵循形核、长大规律〕〔1〕奥氏体形核奥氏体晶核首先在铁素体相界面处形成。
〔2〕奥氏体长大形成的奥氏体晶核依靠铁、碳原子的扩散，同时向铁素体和渗碳体两个方向长大，直至铁素体消失。
〔3〕剩余渗碳体溶解剩余的渗碳体随着加热和保温时间的延长，不断溶入奥氏体，直到全部消失。
〔4〕奥氏体成分的均匀化,通过碳原子的扩散，形成成分较为均匀的奥氏体.●碳及合金元素对加热转变的影响1．除Mn、Ni等以外，升高钢的临界点，所以合金钢的加热温度高于碳钢。
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北京奇朔科贸有限公司部分金属材料热处理及表面处理工艺规范第一版编写：赵贵波审核：批准：北京奇朔科贸有限公司二零一二年六月目录1.0 热处理的工艺分类及代号---------------------------------------------------------------------3 1.1 基础分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.2 附加分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.3 热处理工艺代号--------------------------------------------------------------------------------------41.4 图样中标注热处理技术条件用符号--------------------------------------------------------------72.0 金属材料的热处理方法和应用目的-------------------------------------------------------8 2.1 钢的淬火-----------------------------------------------------------------------------------------------82.2 热处理的过程方法和应用目的--------------------------------------------------------------------93.0 部分金属材料的热处理规范-----------------------------------------------------------------17 3.1 渗碳钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------17 3.2 渗氮钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------------20 3.3 调质钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------21 3.4 -弹簧钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------------23 3.5 轴承钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------25 3.6 合金工具钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------- 26 3.7 碳素工具钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------291.0热处理的工艺分类及代号热处理的工艺分类由基础分类和附加分类组成。
1.1 基础分类1.2 附加分类1.3 热处理工艺代号1.3.1 基础分类工艺代号1.3.1.11.3.1.21.3.2 附加分类工艺代号1.3.2.11.3.2.21.3.2.31.3.2.41.3.2.51.3.2.61.3.3 常用热处理工艺代号（见表6）（后面续表6）1.4 图样中标注热处理技术条件用符号2.1 钢的淬火（续表3-40）3.0 部分金属材料的热处理规范我公司目前常用的金属材料有：16Mn、20Cr、20CrMnTi、45#、40Cr、38CrMoAl、Cr12、Cr12MoV、GCr15、T10、65Mn 等钢材。
根据这些钢材不同的热处理特点，我们把它们分成五类，即：1）渗碳钢；2）渗氮钢；3）调质钢；4）弹簧钢；5）轴承钢；6）合金工具钢。
3.1 渗碳钢的热处理工艺我公司目前使用的16Mn、20Cr、20CrMnTi等材料同为需渗碳后再进行淬火的钢材。
它们有着大致相同的工艺路线：下料→（锻造）→正火→粗加工→渗碳→半精加工→淬火→磨渗碳钢的热处理除了渗碳、碳氮共渗外，还包括预备热处理及随后的淬火、回火处理。
3.1.1 预备热处理低碳渗碳钢和中低淬透性的渗碳钢的预备热处理工艺大多采用正火工艺。
对于高淬透性的渗碳钢由于属于马氏体和半马氏体钢，正火之后应该增加高温回火工序。
正火处理的目的是改善材料的组织，减少带状偏析消除锻件的魏氏组织，为渗碳作组织准备。
3.1.2渗碳渗碳处理就是将工件放在增碳的活性介质中加热、保温（一般在920°～950°），使碳原子渗入钢件表面，以获得较高的碳浓度。
随着保温时间的延长，碳原子不断向内部扩散，形成一定的渗层厚度，然后通过淬火获得高硬度的马氏体组织，并进行低温回火的操作过程。
渗碳的目的是提高工件硬度、耐磨性及疲劳强度。
按采用活性介质的不同，渗碳可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。
3.1.2.1固体渗碳固体渗碳是将工件放在特制的渗碳箱中，四周填满由：木炭+碳酸钡+碳酸钙+适量粘接剂混合而成的渗碳剂，密封后送入加热炉中渗碳。
工件渗碳层的深度与保温时间成正比，即渗碳箱送入加热炉并达到渗碳温度（内外）后，3.1.2.2 液体渗碳与固体渗碳不同，液体渗碳所使用的设备是盐浴炉。
盐浴渗碳法是将工件浸于盐浴中进行渗碳的方法。
是以氰化钠（NaCN）为主成分，所以同时能渗碳亦能氰化，所以亦称为渗碳氰化（Carbonitriding）。
液体渗碳淬硬层虽然较薄，但渗碳时间短，故内部应力较少，同时因C、N成分同时渗入，所以耐磨性佳。
盐浴淬火性良好，渗碳速度快，效率高，渗碳层均匀，工件变形小，便于局部渗碳和直接淬火，设备简单，操作方便，适用于中小型工件及有不通孔的工件；但盐浴渗碳成本高，且大多数盐浴有毒，对环境有污染，对操作者有危害，不适于大批量生产。
3.1.2.3 气体渗碳气体渗碳是通过往氮化炉内不锈钢真空密封罐中通入氨气，加热到520℃，保持适当的时间，（根据工件材质和渗层要求3-90小时不等）使渗氮工件表面获得含氮强化层，得到高硬度，高耐磨性，高疲劳极限和良好的耐磨性。
气体渗碳是目前应用较多的渗碳方法。
气体渗碳所采用的炉子，一般有连续式无马弗炉和井式炉。
一般中、小批量生产的工厂，大都采用井式渗碳炉进行气体渗碳。
渗碳时，把零件装于用耐热钢诸如此类料筐内。
放入炉膛中，密封加热，然后输入氢把有机液体(煤油、苯、酒精、丙酮等)滴入炉内。
气体渗碳是比较完善和经济的渗碳方法，它的主要优点如下：①它不需要渗碳箱，零件直接加热，生产周期较短。
②易于控制渗碳气氛，产品质量较稳定。
③便于直接淬火，便于实现自动化。
④周围环境清洁，大大减轻劳动强度。
但是，气体渗碳一般需要专门的设备，因而影响了普遍推广使用。
同固体渗碳相同，工件渗碳层的深度与保温时间成正比，具体情况见下表：3.1.3碳氮共渗在奥氏体状态下同时将碳、氮渗入工件表层，并以渗碳为主的热处理工艺为碳氮共渗。
根据渗剂不同，可以分为固体碳氮共渗、液体碳氮共渗、气体碳氮共渗。
随着控制技术的发展和环保意识的增强，固体碳氮共渗已很少应用，液体碳氮共渗也受到限制，气体碳氮共渗是目前主要的碳氮共渗方法。
气体碳氮共渗根据渗层深度的不同，分为薄层碳氮共渗（≤0.3mm）和厚层碳氮共渗（＞0.3mm）。
薄层碳氮共渗的渗层深度较薄（＜1mm），应用的范围主要是承受中、低载荷的耐磨件。
厚层碳氮共渗渗层深度可达3mm左右，用于承受载荷较大的工件。
3.1.4 渗碳后的热处理工件经过渗碳之后，由于表面层和心部的碳含量相差较大，表面与心部热处理的相变温度发生了较大的差异；同时长时间高温渗碳引起晶粒粗化，使工件的性能恶化。
这些影响因素都给渗碳后的热处理造成了困难。
所以在实际生产中，要根据工件渗碳淬火后的各种具体加工情况，分别采取不同的热处理方法。
3.1.4.1渗碳淬火后只进行磨削加工的可采用下面几种淬火方法：a、渗碳后直接淬火+低温回火（160～200°×2～3h）。
b、渗碳后预冷到Ar3之上（一般是800～850°）直接淬火+低温回火（160～200°×2～3h）。
上述a、b两种工艺除了要求严格控制预冷温度外，还要求工件钢材必须是本质细晶粒钢。
（如20Cr、20CrMnTi），淬火介质为油或水—油双介质。
c、渗碳后缓冷，重新加热，一次淬火+低温回火（160～200°×2～3h）。
淬火加热温度有两种：820～850°和780～810°。
该工艺处理的工件表面层耐磨性高，残留奥氏体少，淬火变形小。
d、渗碳后重新加热淬火+冷处理+低温回火（160～200°）。
该工艺的特点是，经过冷处理，促使工件奥氏体转变，提高表面硬度，增加耐磨性。
e、渗碳后感应淬火+低温回火（160～200°）3.1.4.2渗碳淬火后进行切削加工的可采用下面淬火方法：渗碳后高温回火（650～680°×6～8h）。
该工艺多适用于CrNi合金渗碳钢。
高温回火是使渗碳冷却形成的马氏体和残留奥氏体分解，使渗层淬火残留奥氏体减少。
3.2渗氮钢的热处理工艺渗氮就是把氮原子渗入钢件表面，形成富氮硬化层的化学热处理过程。
渗氮温度一般为500～600°之间，比渗碳及随后的淬火温度要低得多，但渗氮后的工件表面有更高的硬度和耐磨性，而且渗层的高硬度可以由渗氮直接得到。
渗氮常作为工件最后的一道加工工序。
渗氮的方法较多，其中应用最广泛的为气体渗氮。
我公司目前使用的渗氮钢主要有38CrMoLv，它的工艺路线一般为：锻造（下料）正火（退火）粗加工调质精加工去应力处理半精磨渗氮精磨3.2.1 渗氮前的预先热处理渗氮前的预先热处理包括正火（退火）、调质、去应力处理（稳定回火）3.2.1.1 正火（退火），其目的是细化晶粒、降低硬度、消除锻造应力。