表面熱處理方法、特點和應用* b! t7 [3 @% ?# } h6 O
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表面熱處理是通過改變零件表層組織,以獲得硬度很高的馬氏體,而保留心部韌性和塑性(即表面淬火),+ D/ [0 [0 D+ ^/ _$ j9 z: P
或同時改變表層的化學成分,以獲得耐蝕、耐酸、耐堿性,及表面硬度比前者更高(即化學熱處理)的方法。& c9 P6 w/ h: |
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火焰表面淬火9 z' _; P7 `' t, z; D; I
0 v5 |6 q2 R* S* ]9 |用乙炔-氧或煤氣-氧的混合氣體燃燒的火焰,噴射到零件表面上,快速加熱,當達到淬火溫度后,立即噴水或用乳化液進行冷卻
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* w% }) t$ T3 g( c淬透層深度一般為2-6mm,過深往往引起零件表面嚴重過熱,易產生淬火裂紋。! K' r- ]: o; s; r: _5 @9 M
表面硬度:鋼可達HRC65,灰鑄鐵為HRC40-48,合金鑄鐵為HRC43-52( ?# b, V! n3 H+ _9 Z
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這種方法簡便,無需特殊設備,但易過熱,淬火效果不穩定,因而限制了它的應用
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適用于單件或小批生產的大型零件和需要局部淬火的工具或零件,如大型軸類、大模數齒輪等
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2 ^, Y- V( Y0 H常用鋼材為中碳鋼,如35、45及中碳合金結構鋼(合金元素<3%),如40Cr,65Mn等,還可用于灰鑄鐵、合金鑄鐵件。
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碳含量過低,淬火后硬度低,而碳和合金元素過高,則易碎裂,因此,以含碳量右0.35-0.5%之間的碳素鋼最適宜。5 C6 Q& @& `$ v! v) e
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4 b0 S! O& J. w# I# p感應加熱表面淬火;將工件放入感應器中,使工件表層產生感應電流,在極短的時間內加熱到淬火溫度后,立即噴水冷卻,使工件表層淬火,從而獲得非常細小的針狀馬氏體組織。
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! |* t. {( ?* C. V" W6 O# Y根據電流頻率,感應加熱表面淬火,可以分為:% E: l6 D1 |. n9 I8 O/ S
高頻淬火;100-1000kHz. 中頻淬火;1-10kHz. 工頻淬火;50Hz
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6 {) V# t3 w# T$ C( _2 M" E9 ?6 a2 H, w1表層硬度比普通淬火高2-3HRC,并具有較低的脆性:
1 j7 T6 l: A, e. Q1 y+ {3 {5 U2疲勞強度,沖擊韌性都有所提高,一般工件可提高20-30%:4 |- S$ T: L3 U7 a6 l& j5 M
3變形小:0 \# J% K) W: G" h1 S! t
4淬火層深度易于控制:
, Z4 y3 G* R0 _. c' H5淬火時不易氧化和脫碳:
5 `; ~, ~( n4 F+ A& y6可采用較便宜的低淬透性鋼:
4 h: K! I0 g% J) q5 r6 [1 n7操作易于實現機械化和自動化,生產率高
3 O6 w. p3 i% K Y- p3 c, j8電流頻率愈高,淬透層愈薄。( m! y( ?/ u8 u& K7 N; j7 n2 I
高頻淬火一般1-2mm, 中頻淬火一般3-5mm, 工頻淬火能到>=10-15mm
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/ b7 m& y0 k$ v# @# \) L0 V表面淬火零件的中間熱處理是調質. C6 s ~* _, \2 ]
表面淬火 缺點:處理復雜零件比滲碳困難, v" j" k! ^) h6 h% L# Q, ^
$ h, @. ?$ E: p4 K( f常用中碳鋼(0.4-0.5%C)和中碳合金結構鋼,也可用高碳工具鋼和低合金結構鋼,以及鑄鐵。 i- a9 q5 d8 d6 l- ?8 q R6 Z
一般零件淬透層深度為半徑的1/10左右時,可得到強度、耐疲勞性和韌性的最好配合。) v# ]1 J9 m( K ]- `0 V X% e$ c3 `
對于小直徑10-20mm的零件,建議用較深的淬透層深度,即可達半徑的1/5;6 Y3 u) d9 L7 H. i+ `: x; A, W. A
對于截面較大的零件可取較淺的淬透層深度,即小于半徑1/10以下。3 V, F. ^* m! }/ F- r1 k6 R( c
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1,工作于摩擦條件下的零件,如一般小齒輪、軸# v* R7 Z- G! u
45、40Cr、42MnVB;高頻淬火,淬深1.5-2mm) Z' k+ ?! C1 S; }& z1 O; I/ a
2,承受扭曲、壓力負荷的零件,如曲軸、大齒輪、磨床主軸等
! e7 \7 ?0 H; y* B) g4 j8 a. U45、40Cr、65Mn、9Mn2V、球墨鑄鐵;中頻淬火,淬深3-5mm
& a4 v {3 X+ I, w' G3承受扭曲、壓力負荷的大型零件,如冷軋輥等/ ^4 L% P# O/ o# ^7 k; g
9Cr2Mo、9Cr2W;工頻淬火,淬深>=10-15mm
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表面淬火、普通淬火后碳鋼的疲勞強度比較7 a( w% ~- x( F m* b. R8 N2 d
含碳量% 熱處理方法 扭轉彎曲疲勞強度
1 w/ k7 d$ e9 r0.33 高頻表面淬火 600$ n. z8 {2 G8 y1 y6 @& n( X
0.33 火焰表面淬火 3507 D4 h% x. k% H, V3 M( D
0.33 電爐內整體加熱淬火 90! t' `$ z7 s4 z F& F8 I
0.41 高頻表面淬火 600
! t+ N) v$ O8 E5 c: W0.41 電爐內整體加熱淬火 110
$ N6 l; p$ c7 f" ~! X% B0.41 正火 130
- `8 f. G" Q% U0.63 高頻表面淬火 360- B2 z' H4 b8 l- w. ~1 w' s1 Y; T- b
0.63 火焰表面淬火 390
3 h' @& U8 b% m# I3 d* W0.63 電爐內整體加熱淬火 150
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化學熱處理(滲碳、滲氮等)內容略。% H9 o4 i5 ]- t' c0 X
摘至化學工業出版社、成大先主編<機械設計手冊第三版第1卷>1-306頁
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& B. a- O8 {/ j[ 本帖最后由 三腳貓 于 2007-12-15 14:46 編輯 ] |