热处理-表面热处理和选用热处理.

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。第四节钢的表面热处理一、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。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。二、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。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．渗碳使碳原子渗入钢制工件表层的工艺，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。(1)气体渗碳法：主要用甲烷、煤气、甲苯、煤油等作渗碳剂，在气体高温下分解出活性碳原子进行渗碳。如图所示。(2)固体渗碳法：固体渗碳剂主要是木炭，其次是少量碳酸盐。如图所示。(3)液体渗碳法：因有有毒气体产生，所以应用于不广。2．渗氮使氮原子向金属工件表层扩散的工艺特点：获得比渗碳层更高的硬度及更好的耐磨、耐蚀和抗疲劳性能。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碳氮共渗。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。气体渗碳返回固体渗碳返回一、轴类零件的热处理(1)一般轴类零件（要求较低）如果硬度要求在220~250HBW之间，一般只作调质处理即可；如果硬度要求在28~35HRC之间，可选用合金钢再正火或调质。(2)主轴零件机床主轴一般采用中空结构，轴的长度较大，且对刚度要求较高，如CA6140机床主轴选用40Cr作材料。对安装滑动齿轮和花键处作必要的局部高频淬火，达到较高的硬度，提高表面的耐磨性，而整个轴在加工前要先作调质处理。任务二：选用热处理二.弹簧的热处理（1）大型弹簧在热态加工成型后随即进行淬火和回火。（2）中型弹簧在冷态加工成型后随即进行淬火和回火。（3）小直径弹簧选用低温回火处理。三.齿轮类的热处理如以布氏硬度要求的一般作调质处理，如以洛氏硬度要求的应先淬火再低温回火处理。例：1、负荷不大、断面较小的蜗杆//45钢//调质//HB2、滑动速度较高、负荷较轻的中小尺寸蜗杆//渗碳、淬火、低温回火//HRC1.什么是淬透性？什么是淬硬性？淬透性与淬硬性有什么关系？•答：淬透性是指钢经淬火获得淬硬层深度的能力。淬硬层越厚，表明淬透性越好。钢的淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火冷却方式。•淬硬性是指钢经淬火后所能得到的最高硬度值。钢的淬硬性主要与钢的含碳量有关。淬透性好的钢，其淬硬性不一定好；淬硬性好的，其淬透性也不一定好。2.工件淬火后为什么要及时回火？回火的目的是什么？•答：工件淬火后虽然硬度高、耐磨性好，但获得的马氏体和残余奥氏体组织不稳定，韧性差，特别是淬火后工件内部存在很大内应力，因此要及时回火。回火的目的是减少或消除内应力、稳定组织、调整性能。3.任何热处理都由加热、保温和冷却组成，如图2-1所示，请问：①热处理为什么要进行加热？②热处理中保温的目的是什么？③热处理时常用的连续冷却方式有哪四种？④哪种冷却速度最快？哪种冷却速度最慢？•答：①进行加热是为了获得强度、•硬度低、塑性、韧性好的奥氏体组织。•②保温的目的是使奥氏体组织均匀化。•③常用的连续冷却方式有随炉冷却、•空气冷却、油中冷却和水中冷却。•水中冷却速度最快，随炉冷却速度最慢。4.将同一棒料上切割下来的4块45钢试样，同时加热到850℃，然后分别在水、油、炉和空气中冷却。说明：各是何种热处理工艺？排列一下硬度大小。•答：（1）水冷：淬火（2）油冷：淬火（3）炉冷：退火（4）空冷：正火•硬度(1)﹥(2)﹥(4)﹥(3)5.确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的。1）ZG的铸造齿轮2）锻造过热后的60钢锻坯3）改善T12钢的加工性能的热处理工艺方式•答：（1）去应力退火；目的：消除铸造内应力•（2）完全退火；目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。•（3）球化退火；目的：使片状渗碳体转变为球状渗碳体，降低硬度，均匀组织，改善切削性能6.用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造—热处理1—机加工—热处理2—磨加工，试写出热处理工序的名称及作用。•答：热处理1：球化退火。作用：利用切削加工，得到球状珠光体，均匀组织，细化晶粒，为后面淬火处理作组织准备。•热处理2：淬火和低温回火。使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性，消除淬火内应力，稳定组织和尺寸。