表面淬火与化学热处理工艺异同点
表面淬火与化学热处理工艺异同点摘要：介绍表面淬火与化学热处理的工艺的不同以及各自的分类、加工方法。关键词：表面淬火 化学热处理 异同点表面淬火只对工件的表面或部分表面进行热处理，所以只改变表层的组织。而心部或其它部分的组织仍保留原来的低硬度、高塑性和高韧性的性能，这样工件截面上由于组织不同性能也就不同。表面淬火便于实现机械化、 自动化，质量稳定，变形小，热处理周期短，费用少，成本低，还可用碳钢代替一些台金钢。 化学热处理是将工件表面渗进了某些化学元素的原子，改变了表层的化学成份，使表面能得到高硬度或某些特殊的物理、化学性能。而心部组织成份不变，仍保留原来的高塑性。高韧性的性能，这样在工件截面上就有截然不同的化学成份与组织性能。化学热处理生产周期长，不便于实现机械化、自动化生产，工艺复杂，质量不够稳定，辅助材料消耗多、费用大、成本高，许多情况下还需要贵重的合金钢。化学热处理只在获得表面层的更高硬度与某些特殊性能及心部的高韧性等方面优于表面淬火。表面淬火：, w+ I( x1 H! e+ Y三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa钢的表面淬火# |1 6 ! a4 4 Y+ 三维网技术论坛有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。1 D# H' 0 o* 三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。三维网技术论坛3 N: A0 ? E/ p$ X+ i1 W! _1 K$ z 感应加热表面淬火& 8 A- T1 s% T/ V( ?6 p三维网技术论坛感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热6 j& o! z3 z" C' 9 R三维网技术论坛 感应加热的基本原理) . b$ C3 i% I4 O7 U三维网技术论坛将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。+ G/ 1 w2 O- . L9 z三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江( E$ X4 b' B9 三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa感应表面淬火后的性能三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa6 _/ % H% H. ( y1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高 23 个单位（HRC）。2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。5 N# K6 E; M9 ! m) r3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化层深（1020）D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。渗碳法之种类渗碳法按使用之渗碳剂而可分为如下三大类：（1）固体渗碳法：以木炭为主剂的渗碳法。（2）液体渗碳法：以氰化钠为主剂之渗碳法。（3）气体渗碳法：以天然气、丙烷、丁烷等气体为主剂的渗碳法。固体渗碳法：将表面渗碳钢作成的工件，连同渗碳剂装入渗碳箱而密闭，装入加热炉，加热成沃斯田铁状态，使碳从钢表面侵入而扩散，处理一定时间后，连同渗碳箱冷却，只取出渗碳处理工件，进行一次淬火、二次淬火、施行回火。液体渗碳法：液体渗碳法为将工作件浸渍于盐浴中行渗碳之方法。因盐浴之淬火性良好，因此可减少工作件之变形，并可使处理件加热均匀。升温迅速，操作简便，便于多种少量的生产。尤其在同一炉，可同时处理不同渗碳深度的处理件。 液体渗碳是以氰化钠为主成分，所以同时能渗碳亦能氰化，所以亦称为渗碳氮化，有时亦称为氰化法。处理温度约以700界，此温度以下以氮化为主，渗碳为辅，700以上则渗碳为主，氮化为辅，氮化之影响极低。一般工业上使用时，系以渗碳作用为主。气体渗碳法：气体渗碳，由于适合大量生产化，作业可以简化，品质管制容易算特点，目前最普遍被采用。此法有变成气体（或称发生气体）及滴注式之两种。变成气体方式之方法是将碳化气体（C4H10，C3H8，CH4等）和空气相混合后送入变成炉，在炉内10001100之高温下，使碳化氢和空气反应而生成所谓变成气体，由变成炉所生成的气体有各种称呼，本文方便上叫做变成气体。变成气体以CO、H2、N2，为主成份，内含微量CO2、H2O、CH4，然后将此气体送进无外气泄入的加热炉内施行渗碳。渗碳时，因所需的渗碳浓度不同，在变成气体内添加适当量的C4H10、C3H8、CH4等以便调渗碳浓度。气体渗碳氮化法：气体渗碳氮化时，渗碳和渗氮作用同时行。气体渗碳用的气体渗碳用的气体用来产生渗碳作用，而N H3气体用产生渗氮作用。气体渗碳氮化温度为704900，其处理时间比气体渗碳法短，得较薄的硬化层，所得渗碳氮化结果类似于液体渗碳氮化所得者。参考文献：机械工程材料基础 吴一江 机械工业出版社 机械工程材料 沈莲 机械工业出版社
