表面热处理方法、特点和应用
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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)，. t0 M# t6 K M$ n! U* u
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。. `1 y( ^- t9 k5 c8 k+ |2 X! H
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火焰表面淬火
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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# o! t$ x* y" C
& G) ]2 x' V, i9 F# a: Q% _- B8 s( g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。7 _* n4 m2 {: O* D" |* M
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3 J- P5 [% [$ {& N+ |* r3 h4 R1 G+ _0 Z
# N4 Z: X$ M5 h6 M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
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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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8 [- i7 |9 j% v m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。. X% H6 q: ~$ {; [$ L. ]
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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。; H Z+ a( t" {' Z$ D
5 l6 I* a% ]. t根据电流频率,感应加热表面淬火,可以分为:% U8 i1 k9 `# H4 I
高频淬火;100-1000kHz. 中频淬火;1-10kHz. 工频淬火;50Hz9 u. ?) y8 k# W2 Y$ m$ O
! P: ]' x1 E* u& s" |1表层硬度比普通淬火高2-3HRC，并具有较低的脆性：
2 r, K+ \& B g* }, k) x5 E2疲劳强度，冲击韧性都有所提高，一般工件可提高20-30%：
2 W& G: I3 C4 R3变形小：
6 ? ]0 Z' a: e8 ~+ g, e9 h4淬火层深度易于控制：
+ x3 X' h& @" {5 H0 l! I* V5淬火时不易氧化和脱碳：
7 L0 L+ F2 z/ i3 ~6 f4 {# V8 A6可采用较便宜的低淬透性钢：
+ o: v5 W/ H, y4 f& C* [# }: f8 W7操作易于实现机械化和自动化,生产率高# W! c, b/ ]9 p7 b- n
8电流频率愈高，淬透层愈薄。
7 }3 ]2 o& N' B& z. E 高频淬火一般1-2mm， 中频淬火一般3-5mm， 工频淬火能到>=10-15mm
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表面淬火零件的中间热处理是调质) P' e- E; \! w3 {: R7 W- ?- v, X
表面淬火 缺点：处理复杂零件比渗碳困难
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9 ^% p7 a( U8 g5 M! P3 X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。. L+ r: v' [" t8 Q( q
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。3 j% h! e' @' J# b6 @
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；
" b$ l0 H) C* e4 j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。
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. P" b3 N/ D- \& y6 i' \1，工作于摩擦条件下的零件，如一般小齿轮、轴
) M, k: j/ Q: b/ a+ `45、40Cr、42MnVB；高频淬火，淬深1.5-2mm
I1 I& V# W9 |5 N# m0 |$ X2，承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等
" Q+ e# n" o* }( W45、40Cr、65Mn、9Mn2V、球墨铸铁；中频淬火，淬深3-5mm
! N! t8 m6 v& |3承受扭曲、压力负荷的大型零件，如冷轧辊等) o9 v- c3 }1 y
9Cr2Mo、9Cr2W；工频淬火，淬深>=10-15mm4 m# V e2 S; O }. Q1 h4 w# ~
. E3 |. `3 S6 c 表面淬火、普通淬火后碳钢的疲劳强度比较8 B3 n1 Y8 h! n, R( s) b
含碳量% 热处理方法 扭转弯曲疲劳强度* F+ h: U- t7 X) i% k- O3 t
0.33 高频表面淬火 600
1 b4 N+ b2 U3 M% ^2 h! {0.33 火焰表面淬火 350
, N9 g2 o4 d k8 J! |0.33 电炉内整体加热淬火 90+ D. d; n4 V( Z0 z/ i
0.41 高频表面淬火 6008 i& I J+ S H( \
0.41 电炉内整体加热淬火 110
# p+ I5 E7 l f0.41 正火 130' I0 @3 \( L! C+ D4 x
0.63 高频表面淬火 360! q8 s. `- i" U' A: D
0.63 火焰表面淬火 390& S/ r' N( q4 @% x
0.63 电炉内整体加热淬火 150
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8 @2 T, V& @1 Y; I7 |% k1 a. ~化学热处理(渗碳、渗氮等)内容略。6 E/ `3 y y1 e8 h4 h9 |
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7 _( U% t2 G) Z* b
1 g# I/ x% T: ?( g[ 本帖最后由 三脚猫 于 2007-12-15 14:46 编辑 ] |
发表于 2007-12-13 23:34:46
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发表于 2007-12-15 14:43:04
