2.3《钢的热处理及电镀工艺》

§2.3钢的热处理及电镀工艺热处理热处理的定义：将固态金属采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。钢的热处理不仅可以改善其组织和性能，还可以改善其加工性能。更重要的是赋于零件的最终性能的关键工序。不少零件加工成形后并不能直接使用，而是必须进行热处理后才能使用。热处理热处理整体热处理退火、正火、淬火、回火表面热处理火焰加热法感应加热法激光加热法化学、物理气相沉积化学热处理渗碳、渗氮、多元共渗热处理整体热处理预先热处理比如：退火、正火等最终热处理消除前道工序的某些缺陷，为后续工序做准备的热处理获得零件所需要的使用性能的热处理比如：淬火、回火等热处理一、整体热处理1、退火：将工件加热到一定温度并保温，然后再缓慢冷却的一种热处理工艺。根据钢的成分和退火目的不同应采用不同的退火方法，常用的退火方法有：完全退火（普通退火）；球化退火（不完全退火）；去应力退火（低温退火）等。热处理退火完全退火球化退火去应力退火目的：细化晶粒，均匀组织，降低硬度，消除应力。同时也是为切削加工和最终热处理做准备目的：消除网状或片状渗碳体，降低硬度，提高韧性。同时也是为切削加工和最终热处理做准备目的：消除铸件、焊件中的内应力，稳定尺寸。主要应用于：亚共析钢的铸件、锻件和轧件主要应用于：共析、过共析钢和合金工具钢主要特点：没有组织变化热处理2、回火目的：减少或消除淬火应力，防止钢件变形与开裂；稳定组织和尺寸；获得所需要的组织和性能。注意：①淬火钢不经过回火一般不能直接使用。②淬火钢的回火转变：马氏体分解和残余奥氏体的分解。热处理回火种类及应用：（1）低温回火（150—250℃），目的是降低淬火钢的内应力和脆性，并保持高硬度（56—64HRC)和耐磨性。如模具、刃具等。（2）中温回火（350—500℃），目的是使钢获得高弹性，并保持较高硬度（35—50HRC)和一定的韧性。如弹簧、锻模等。（3）高温回火—调质处理（500—650℃目的是获得得强度及韧性等综合力学性能较好。如连杆、曲轴、齿轮等。热处理有些零件，采用表面热处理可以获得表面高硬度和心部高韧性。二、钢的表面热处理一、表面淬火表面淬火的特点是快速加热，使工件要求淬硬的表面迅速升至淬火温度，而心部仍保持AC1以下温度，再迅速冷却，结果工件表面层被淬硬为马氏体组织，心部仍为原来的组织，保持了良好的韧性。再经过适当的低温回火，就能获得要求的性能。根据加热方法不同，表面淬火方法可分为三种：1．火焰加热表面淬火法淬深为2～6mm需凭经验难以把握。热处理2．感应加热表面淬火法利用电流的集肤效应对工件表面迅速加热，而心部则几乎未被加热。①高频感应加热电流频率为（f=200～300）KHZ淬深为0.5～2mm。主要用于淬硬层较浅的中、小型零件加热，如小轴、小模数齿轮等。高频淬火齿轮的工艺路线为：锻造→正火或退火→粗加工→调质→精加工→高频淬火→低温回火→磨削。热处理三、化学热处理化学热处理是把工件放在特定介质中加热和保温，使一种或几种元素渗入工件表面，以改变表层成份和组织。使用工件表面与心部具有不同的机械性能或特殊的物理、化学性能。原理：将要渗的活性元素加热分解，即所谓激活，然后被工件表面吸收，进而向工件内部扩散。常用的化学热处理方法有：1．渗碳钢的表面吸收碳原子的过程，称为渗碳。目的：使零件表面获得高硬度（HRC58～64），心部获得较高的强度和韧性。热处理氮化处理的缺点是：时间长,一般要用合金钢,所以成本高。只用于机床中高速传动轴；精密齿轮等。一般氮化零件的工艺路线为：锻造→退火→粗加工→调质→精加工→除应力退火→磨削→氮化→精磨。3．碳氮共渗把碳和氮同时渗入零件表层的过程称为氰化。根据处理温度的不同分为高温、中温和低温氰化。4．其它化学热处理方法(1)渗铝目的：是使钢的表面具有高的抗氧化性能。(2)渗铬目的：是增加零件抗蚀性能，还可提高碳钢的硬度和耐磨性。§2.3钢的热处理及电镀工艺电镀工艺电镀(Electroplating)：就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。电镀工艺电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀工艺非金属电镀非金属材料本身是不导电的,因而不能直接电镀。要进行电镀,必须使它具有导电性。为此,借助于导电膜,即在非金属材料表面先经过严格的处理,用物理的或化学的方法,覆以一层导电物质,然后按通常的方法进行电镀。被镀金属,通过导电膜的中间作用,沉积在非金属材料表面。16电镀工艺塑料电镀汽车标识金属楼徽MP3装饰性：无论是经济效益，还是外在美观，塑料电镀都发挥了巨大的作用。其广泛应用于现代汽车、游轮、高速列车、飞机。建筑装饰方面主要用于建筑的金属楼徽、大型招牌字、墙面浮雕、吊灯、廊柱等。另外家庭用品及电子产品，也离不开塑料电镀，如手机、MP3、U盘、笔记本电脑等外壳，都是采用塑料电镀配件。17电镀工艺镀锌特点机械保护作用阴极保护装饰外观成本低廉弹性好锌镀层硬度低，不耐磨锌离子对人体有害钝化处理可提高镀层保护性能电镀工艺电镀锌应用广泛用于钢铁零部件和结构件的防护镀层。近年来，使用热浸镀锌表面对防腐能力非常强，但其价格相对很高。镀锌桥架富士康热浸镀锌机箱19电镀工艺镀镉特点及应用螺纹工件，弹性工件，航空航海及电子工业中的零部件习惯使用镉镀层。海洋大气和海水中，镉镀层的防护性能优于锌镀层(在海水中镉的电位比铁负，故对钢铁工件为阳极性镀层)。石油管道用镀镉双头螺柱防护性镀层质软，可塑性好装饰外观镀锌层相比，氢脆性较小，钎焊性能好20电镀工艺镀铜特点光亮好的填平延展性好无应力镀层结晶细致容易抛光好的延展性好的微观均镀性好的机械加工性能好的电导性铜镀层21电镀工艺电镀铜应用MirrorSmoothSurface180GritScratches抛/磨光后提供好的填平效果复古镀铜打火机22电镀工艺镀镍特点耐蚀性较高稳定性高抛光后光泽度好一般是与铬镀层联合使用硬度较高，耐磨性好多层镀镍可提高耐蚀性、机械性能镍镀层23电镀工艺电镀镍应用挂镀镍龙头镀镍热管（散热器）24电镀工艺镀铬特点装饰性（略带兰色的银白色，长久保持其光泽）防护性（钝化能力强，生成稳定而致密的钝化膜）良好耐蚀性硬度高，调整电镀工艺可得硬度超过淬火钢摩擦系数低可提高耐磨性能耐热性（温度超过500℃，才氧化变色）铬镀层25电镀工艺电镀铬应用电镀铬BECDA镀铬靓车镀铬磨具高精密汽缸镀黑铬集热器镀铬枪管电镀工艺镀锡特点及应用食品包装良好的钎焊性能质软，可塑性好不与硫化物作用摩擦系数低渗氮处理时，局部镀锡保护不需渗氮的钢件锡镀层镀锡罐头盒电镀工艺汽车电镀活塞活塞环传动系统：活塞、活塞环和连杆是汽车发动机3大运动部件，其摩擦损失约占发动机全部损失的40％～50％。减小活塞、活塞环和连杆的质量，改善其摩擦环境对降低发动机振动、噪声及减少油耗都有巨大的意义。28电镀工艺汽车电镀减振器、连杆是减振器悬挂系统关键零件。过去减振器连杆采用普通硬铬电镀工艺，耐蚀性不能满足要求。目前普遍采用HEEF25微裂纹镀铬工艺，镀层厚度为20+5m与10+3m。一般要求裂纹数400～600条／cm，对保证减振器连杆耐蚀性及润滑性有积极的作用。悬挂系统雷克萨斯减振器29电镀工艺汽车电镀装饰件30电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺电镀工艺