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發(fā)表于 2007-12-15 14:43:04
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表面熱處理方法、特點(diǎn)和應(yīng)用
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表面熱處理是通過(guò)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)，2 i$ b9 D/ Q3 g- {% E
或同時(shí)改變表層的化學(xué)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(xué)熱處理)的方法。
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6 l/ A% X6 T8 [( u1 V) o! ?- N. ?% D8 n1 g( T) U
( K3 N, n. [" J+ z: y% ~火焰表面淬火
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2 V" _$ f' h$ m \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(dāng)達(dá)到淬火溫度后，立即噴水或用乳化液進(jìn)行冷卻# N" e! _0 i Y: @' v/ ]& S
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淬透層深度一般為2-6mm，過(guò)深往往引起零件表面嚴(yán)重過(guò)熱，易產(chǎn)生淬火裂紋。
- g4 F4 A, E4 p4 z表面硬度：鋼可達(dá)HRC65，灰鑄鐵為HRC40-48，合金鑄鐵為HRC43-52
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+ t; O7 H" ?, \- Z) Z, j7 c, b這種方法簡(jiǎn)便，無(wú)需特殊設(shè)備，但易過(guò)熱，淬火效果不穩(wěn)定，因而限制了它的應(yīng)用
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* i: d0 @* u9 j1 @/ z U' n! R3 P適用于單件或小批生產(chǎn)的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型軸類(lèi)、大模數(shù)齒輪等
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1 r. K3 t9 M. Q# _- _9 X常用鋼材為中碳鋼，如35、45及中碳合金結(jié)構(gòu)鋼(合金元素<3%)，如40Cr，65Mn等，還可用于灰鑄鐵、合金鑄鐵件。+ S C& M6 i, L1 c
6 z |0 h! W: |' A2 e# N% E碳含量過(guò)低，淬火后硬度低，而碳和合金元素過(guò)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。
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感應(yīng)加熱表面淬火;將工件放入感應(yīng)器中,使工件表層產(chǎn)生感應(yīng)電流,在極短的時(shí)間內(nèi)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(xì)小的針狀馬氏體組織。
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8 h4 n7 Q$ W. H! B: a; _& ?根據(jù)電流頻率,感應(yīng)加熱表面淬火,可以分為:
' X- V) E6 V) P' {; L高頻淬火;100-1000kHz. 中頻淬火;1-10kHz. 工頻淬火;50Hz0 a/ U) R5 \ _) V
" P c8 Q+ |. d+ ~6 C1表層硬度比普通淬火高2-3HRC，并具有較低的脆性：) M+ g/ M6 D- |5 Q, `7 w- k
2疲勞強(qiáng)度，沖擊韌性都有所提高，一般工件可提高20-30%：
* G1 l! [/ `: U6 Z9 q$ l3變形?。?br />
/ ]* p1 Q! _6 h0 p3 f9 d4淬火層深度易于控制：
. O1 @, s( v8 B7 ~1 |7 L- Q& i5淬火時(shí)不易氧化和脫碳：# K! B) O# _1 o, e/ i
6可采用較便宜的低淬透性鋼：
- f; Y7 g, i/ I. X7操作易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,生產(chǎn)率高
# t6 F2 y: p2 o0 r. O; C) A7 X8電流頻率愈高，淬透層愈薄。
' f. _/ D& r1 W 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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$ G5 L( g- t( w& L6 e表面淬火零件的中間熱處理是調(diào)質(zhì)& ^9 S2 N9 R* ~, C1 G2 ]) l
表面淬火 缺點(diǎn)：處理復(fù)雜零件比滲碳困難- B! v# W, |4 m/ X6 F
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常用中碳鋼(0.4-0.5%C)和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，也可用高碳工具鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼，以及鑄鐵。; ?3 J8 C) h7 t$ c: b0 o( c
一般零件淬透層深度為半徑的1/10左右時(shí)，可得到強(qiáng)度、耐疲勞性和韌性的最好配合。
7 a1 Z, J9 A6 D6 c/ K對(duì)于小直徑10-20mm的零件，建議用較深的淬透層深度,即可達(dá)半徑的1/5；6 s9 V. {7 ^: P' D- l9 p
對(duì)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。+ E5 S$ `& ~$ z' L8 ]! t' u' x
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1，工作于摩擦條件下的零件，如一般小齒輪、軸
1 V" m6 U, I. H1 m* w4 p5 _, b45、40Cr、42MnVB；高頻淬火，淬深1.5-2mm
, c: S8 N8 [8 ?" K' [2，承受扭曲、壓力負(fù)荷的零件，如曲軸、大齒輪、磨床主軸等
3 ^/ K9 V2 e Z5 B45、40Cr、65Mn、9Mn2V、球墨鑄鐵；中頻淬火，淬深3-5mm
6 J, a, _4 t# r N3承受扭曲、壓力負(fù)荷的大型零件，如冷軋輥等1 [+ B0 S9 A- `# ?' e
9Cr2Mo、9Cr2W；工頻淬火，淬深>=10-15mm
) e, L8 t: I8 O; }& ^2 Z( q2 u" { [
( F! n5 M8 B5 v 表面淬火、普通淬火后碳鋼的疲勞強(qiáng)度比較& l# b0 r# _# F0 {0 l
含碳量% 熱處理方法 扭轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度6 [% c+ T8 l- Q
0.33 高頻表面淬火 600
2 s) k" I; `: w! N9 g- O0 m$ j0.33 火焰表面淬火 350
6 n' w9 S$ O- A! t0.33 電爐內(nèi)整體加熱淬火 901 Z$ i& i; @5 w1 V
0.41 高頻表面淬火 6002 o3 T% Y: p8 I7 C' m' {
0.41 電爐內(nèi)整體加熱淬火 1100 B! a/ F+ O% D- @% b* u
0.41 正火 130; C4 O$ J/ U( f2 i
0.63 高頻表面淬火 360
% s) b, s# [% ~( y0.63 火焰表面淬火 390
/ K8 x' a: U7 \" y: i" S+ o0.63 電爐內(nèi)整體加熱淬火 150
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/ m3 [1 k# ]0 C3 V6 d6 g% U化學(xué)熱處理(滲碳、滲氮等)內(nèi)容略。0 m) x% R+ _& a z
摘至化學(xué)工業(yè)出版社、成大先主編<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版第1卷>1-306頁(yè); Y9 l3 @" b; x8 Y7 w( K% } z
3 ^3 m5 Y2 r4 I; D[ 本帖最后由 三腳貓 于 2007-12-15 14:46 編輯 ] |
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發(fā)表于 2007-12-13 23:34:46
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