钢的表面热处理：表面淬火

第三章钢的热处理

第4节钢的表面热处理

第1讲表面淬火

表面: 硬度高，耐磨性好，以保证精度

心部:足够的塑性和韧性，以防止断裂动载和摩擦条件下工作的机械零件键槽键槽齿轮齿面齿轮齿面

曲轴轴颈

性能要求

通过选材和普通热处理无法满足

上述要求

高碳钢：淬火+低温回火，硬度高，耐磨性好，但心部韧性差

中碳钢: 调质处理，心部韧性好，但表面硬

度不够，耐磨性差

表面淬火

表面热处理

表面化学热处理

表面淬火

将工件表面快速加热到奥氏体区(A)，在热量尚未传到材料心部时立即迅速冷却，使其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：

•没有改变钢的化学成分

•不改变心部组织

表面淬火目的

使工件表硬心韧，如曲轴、齿轮

表面淬火用钢的碳含量

w C: 0.4~0.5wt.%

碳含量过低：表面硬度不足

碳含量过高：心部韧性不足

常用的表面淬火加热方法火焰加热感应加热激光加热

火焰加热表面淬火

热处理中的火焰淬火工艺

用乙炔-氧火焰或煤气-氧火焰加热

将工件表面快速加热，随后喷液(水或有机冷却液) 冷却的一种表面淬火方法

淬硬层深度一般为2~6mm

火焰加热表面淬火示意图

1 烧嘴

2 喷水管

3 加热层

4 工件

5 淬硬层

感应加热表面淬火基本原理

感应电流的集肤效应

感应加热表面淬火示意图1—加热淬火层2—间隙3—工件4—加热感应圈5—淬火喷水套

感应加热的预先热处理

(1) 目的：使工件心部具有高的综合力学性能

一般零件: 正火处理

(2) 方法

重要零件: 调质处理(淬火+高温回火)

感应加热后续热处理：

低温回火

表层：中碳M回+A残最终组织

心部：S回或P+F

表面感应加热淬火特点

设备复杂, 加热速度快, 时间短，易于实现自动化表面质量高，变形小

表面感应加热淬火应用举例

中碳钢制齿轮制造工艺路线

下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→感应淬火→低温回火→精磨→成品

激光加热表面淬火

用高功率密度的激光束照射到工件表面，

表面层快速加热到A区或T m，靠工件自身

的热传导迅速自冷获得一定深度的淬硬

层或冷凝层