热处理培训

1第四讲热处理讲授人：黄登英电器制造工艺学2目录•4热处理•4.1概述•4.2热处理金属学原理•4.2.1铁碳合金图及其应用•4.2.2低压电器常用热处理工艺•4.2.2.1退火•4.2.2.2淬火•4.2.2.3回火•4.2.2.4钢的化学热处理3热处理4.1概述热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却来改变和控制金属材料的组织及性能，以满足工程中对材料的性能要求，是一种既传统又先进的工艺方法，在电器制造中也有应用。如冷卷弹簧的稳定处理——低温回火，以消除绕制时产生的内应力，提高弹簧的疲劳强度；接线座和接线螺钉的表面渗碳而后进行淬火和回火处理，来提高零件的表面硬度，进而解决了接线的可靠性问题，对塑壳开关和框架开关产品中的操作机构的跳扣、锁扣、半轴等零件，在其工作位置进行局部淬火处理，以增加硬度，提高耐磨性，还有如接触器铁心表面的氮化、磷化处理，既能提高冲击强度有能提高抗腐蚀的能力，这些应用都是电器设计和工艺工作者熟谙热处理知识的反应。4热处理4.1概述热处理工艺近年已有长足的进步，主要表现在热处理设备不断更新，如真空回火和真空淬火，可控气氛加热炉的普遍应用，金属热处理的水平在不断提高。5热处理4.2热处理的金属学原理4.2.1Fe-Fe3C合金相图及其应用钢是一定成分范围内的铁碳合金，低压电器常用钢材的含碳量0.5%的中碳钢和低碳钢，当零件做渗碳处理时，其表面的含碳量可达（0.8~1.2）%。钢铁材料，含碳量是以渗碳体（Fe3C）的形式存在的，它硬而脆，分布在晶界和晶格中，使材料的机械强度升高，而延伸率下降，当含碳量很低时0.25%，利用热处理强化的作用不大了。渗碳体与铁素体不同结构，就分别出现淬火马氏体。回火索氏体和正火贝式体等不同形式，这是由于加热到相变温度后，由于冷速度不同，渗碳体析出的程度不同而引起的。6热处理Fe-Fe3C合金相图7热处理Fe-Fe3C合金相图中的特性点特性点温度坐标（℃）碳的质量分数坐标（％）说明A15380纯铁的熔点B14950.51包晶转变温度下液相的含碳量及对应的温度C11484.30共晶点D12276.69渗碳体的熔点E11482.11奥氏体中碳的最大溶解度及相应的温度F11486.69共晶转变温度与渗碳体的含碳量G9120纯铁的发生α≒γ相变的温度H14950.09碳在δ固溶体中的最大溶解度及相应的温度J14950.17包晶点K7276.69共析转变温度与渗碳体的含碳量N13940纯铁发生γ≒δ相变的温度P7270.0218碳在铁素体中的最大溶解度及相应的温度S7270.77共析点Q0＜0.0080℃下碳在铁素体中的溶解度8热处理4.2热处理的金属学原理4.2.2低压电器生产常用的热处理工艺4.2.2.1退火——退火是钢加热到某一温度后，保持一定时间，然后缓慢冷却，使零件组织接近平衡状态，达到软化的目的，以利于冷却变形或加工，改善物理、化学、力学性能、稳定尺寸内和形状，消除内应力。如铁心、磁钢等零件，都有严格的退火工艺。9热处理4.2热处理的金属学原理4.2.2低压电器生产常用的热处理工艺4.2.22淬火——淬火是将钢加热到相变温度以上的某个温度，保持一定时间，然后快速冷却（水中或油中），获得高强组织（马氏体、贝氏体），一般应及时回火，组织内应力很大。如低碳钢渗碳后要淬火处理，不然就不能强化。10热处理4.2热处理的金属学原理4.2.2低压电器生产常用的热处理工艺4.2.2.3回火——回火是将淬火零件重新加热到相变温度以下的某个温度的，保持一段时间，随炉冷却或空冷，以消除淬火的不利影响。如渗碳件淬火后要接着进行低温回火（150~250℃），以保持高硬度下提高其韧性。冷卷弹簧的低温回火（250~350℃），以消除内应力，稳定尺寸和特性。还有双金属片也有严格的消除应力回火工艺。11热处理4.2.2.4钢的化学热处理a渗碳：对于某些低压电器零件为了便于冲压成形，只能采用塑性好的低碳钢（日08F、10、Q235、20钢）加工成形，但由于其含碳量低，不能热处理强化，故常在加工成形后渗碳再淬火、回火，提高了硬度和强度，以满足使用要求。这类零件若直接采用中碳以上钢材制造，是难于成形的。渗碳是将零件加热到相变温度以上某个温度，渗碳剂在高温下产生的碳原子溶入钢材表面的工艺方法。按渗碳剂不同可分为固体渗碳（木炭）、气体渗碳（煤油、苯、丙酮等）和液体渗碳（液体渗碳剂等）。气体渗碳工艺应用较普遍。12热处理4.2.2.4钢的化学热处理b氮化——氮化一般是使中碳钢进一步强化，将零件加热到570℃，以氨气（NH3）或尿素（NH2）2CO为渗氮剂，高温下渗氮剂分解出[N]原子而固溶于金属材料表面，造成晶格曲扭和成形金属化合物而强化，使钢铁零件表面耐磨性、耐腐蚀性得到提高，如接触器的铁心常采用表面氮化工艺。13谢谢大家