表面热处理方法、特点和应用" V: ~5 y' E9 f; u! w& e8 @
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表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)，
) [6 j- I( C0 _$ {1 `) ]或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。& S4 m$ a2 t, H3 @ Z0 m9 t
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火焰表面淬火( T! w+ l0 E% m6 v9 z4 d
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用乙炔-氧或煤气-氧的混合气体燃烧的火焰，喷射到零件表面上，快速加热，当达到淬火温度后，立即喷水或用乳化液进行冷却
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淬透层深度一般为2-6mm，过深往往引起零件表面严重过热，易产生淬火裂纹。) v3 Q+ r# x6 S
表面硬度：钢可达HRC65，灰铸铁为HRC40-48，合金铸铁为HRC43-52
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这种方法简便，无需特殊设备，但易过热，淬火效果不稳定，因而限制了它的应用
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: {9 E. z1 H+ @1 O0 Y: q2 c8 O* T. U适用于单件或小批生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮等' J: A! M5 D( v) l5 Z5 K% i
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常用钢材为中碳钢，如35、45及中碳合金结构钢(合金元素<3%)，如40Cr，65Mn等，还可用于灰铸铁、合金铸铁件。
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碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金元素过高，则易碎裂，因此，以含碳量右0.35-0.5%之间的碳素钢最适宜。
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0 ]" W, v( A% q* ^感应加热表面淬火;将工件放入感应器中,使工件表层产生感应电流,在极短的时间内加热到淬火温度后,立即喷水冷却,使工件表层淬火,从而获得非常细小的针状马氏体组织。8 q1 w$ @4 N$ n$ g h
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根据电流频率,感应加热表面淬火,可以分为:! C$ o& N2 A1 o' p% }* c( i9 r
高频淬火;100-1000kHz. 中频淬火;1-10kHz. 工频淬火;50Hz8 I/ O$ V- C$ q! G: J
- C$ j; `9 C( l+ n" @1表层硬度比普通淬火高2-3HRC，并具有较低的脆性：( P; i! k% E9 X: M
2疲劳强度，冲击韧性都有所提高，一般工件可提高20-30%：; s* F& {: u- S1 j6 q! W1 _
3变形小：* \! J' N9 h$ N; p/ ?; y3 B
4淬火层深度易于控制：: D1 v5 s) K4 R6 b- N
5淬火时不易氧化和脱碳：; V( w/ P/ J! g! ?8 ?+ M
6可采用较便宜的低淬透性钢：5 G6 o9 Y: x; M* d5 d7 d
7操作易于实现机械化和自动化,生产率高
; Y9 t- I/ ~% p$ X d* F8电流频率愈高，淬透层愈薄。
, B2 V! W2 Y* N3 ` 高频淬火一般1-2mm， 中频淬火一般3-5mm， 工频淬火能到>=10-15mm7 J) A/ `. N" r; I, U6 h1 ^0 l' F
1 _2 r/ |6 P( H; M表面淬火零件的中间热处理是调质/ h" j, A/ H* ^7 N I4 w% B
表面淬火 缺点：处理复杂零件比渗碳困难5 A; u# _. t" R' j( a! n
. o/ o* M @7 ?" D- r: a常用中碳钢(0.4-0.5%C)和中碳合金结构钢，也可用高碳工具钢和低合金结构钢，以及铸铁。
9 T$ q h' M# k0 s+ h# e" j- g一般零件淬透层深度为半径的1/10左右时，可得到强度、耐疲劳性和韧性的最好配合。0 k- U/ n- P" I! m. P
对于小直径10-20mm的零件，建议用较深的淬透层深度,即可达半径的1/5；4 t, `# `; J) e. o( g3 B' h b
对于截面较大的零件可取较浅的淬透层深度，即小于半径1/10以下。+ ?: E X. b- t; B; c
6 t: ~9 A* ?, k/ M9 v( o% \1，工作于摩擦条件下的零件，如一般小齿轮、轴6 p2 B% x5 o- o. _' F, ]* W2 [
45、40Cr、42MnVB；高频淬火，淬深1.5-2mm
! C* u/ ]2 ]" B5 |0 V7 K2，承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等% _$ m- x. E: K3 s( @5 l
45、40Cr、65Mn、9Mn2V、球墨铸铁；中频淬火，淬深3-5mm# r# D( T5 X1 s: n* g
3承受扭曲、压力负荷的大型零件，如冷轧辊等
2 H* o( R2 K" G+ q9Cr2Mo、9Cr2W；工频淬火，淬深>=10-15mm4 ~# X" f- C& Z# e( X" N
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表面淬火、普通淬火后碳钢的疲劳强度比较4 Y' z* ~( q Z. F
含碳量% 热处理方法 扭转弯曲疲劳强度5 ]& J' e9 {- R7 v
0.33 高频表面淬火 600
7 c% W7 M& t' w4 I) Q/ \7 R0.33 火焰表面淬火 350. X( ` p. }6 U" y- {0 ]
0.33 电炉内整体加热淬火 90
, U( p% U% U/ P7 R0.41 高频表面淬火 600& }! b$ g+ b3 G6 V9 [/ ^
0.41 电炉内整体加热淬火 110# _6 O- ^3 F6 y
0.41 正火 130
" I. k8 m" \; ~# d% h; P0.63 高频表面淬火 360( f9 \, z0 _7 P" ~' @
0.63 火焰表面淬火 390
3 d' T, a! m0 O4 X- A) O: F. h$ L0.63 电炉内整体加热淬火 150
3 `* o) ~& L: y& g0 j7 b. E6 ?' ]& F4 H n9 D4 Y1 s. C
化学热处理(渗碳、渗氮等)内容略。4 |- h) d1 `- j# X% I! C& m
摘至化学工业出版社、成大先主编<机械设计手册第三版第1卷>1-306页 H2 b2 A3 _- c6 v# A6 J
" L1 q/ p, E# E& E g[ 本帖最后由 三脚猫 于 2007-12-15 14:46 编辑 ] |
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