表面热处理方法、特点和应用+ W+ y, y! Y# [! b9 J
: }# w; ^9 S4 A" x' J& D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),: P3 x. I2 @/ s+ A: u/ p+ C
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。
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+ ~( L9 f! ^' B5 x( r v2 O$ j火焰表面淬火7 p" z& S6 x" p
% e; q) g/ e" [( V, Q6 N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。! U9 t/ F. P/ J" ~/ a \! O, J
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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4 I. s: d4 S1 ^( |) v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7 | B3 |9 E: Z \( Y$ ]
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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1 }, C }) y9 {9 u
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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。8 I+ h) }1 n ` N- Z6 {/ v9 [, \/ X
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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。5 Q2 D' ^- R( n4 L6 m# s! g6 Q
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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。- G0 W2 U) t2 I6 m' v7 I) m8 J7 g' Z
4 {4 |, T; v% Y& s9 I2 |- R9 d根据电流频率,感应加热表面淬火,可以分为:
: Z( O+ P9 a8 `高频淬火;100-1000kHz. 中频淬火;1-10kHz. 工频淬火;50Hz
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1表层硬度比普通淬火高2-3HRC,并具有较低的脆性:" x/ u6 ^$ P0 b/ W2 m
2疲劳强度,冲击韧性都有所提高,一般工件可提高20-30%: P1 h' @/ l. k, {* c1 z
3变形小:8 s0 g! H" y5 Z6 d; B
4淬火层深度易于控制:
9 Z% v; W* V" x( L2 I4 x. r% o5淬火时不易氧化和脱碳:* }( |' u' O1 g4 h
6可采用较便宜的低淬透性钢:
! B3 o: X y; H4 r5 I8 x0 v7操作易于实现机械化和自动化,生产率高! E4 _+ I% c% w5 C
8电流频率愈高,淬透层愈薄。
, _" Y6 U* x! T' X 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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: f4 \9 U" z- }# x; d0 L4 W表面淬火零件的中间热处理是调质1 n* Z2 Q( u4 i5 K5 o Q
表面淬火 缺点:处理复杂零件比渗碳困难
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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。: D$ r9 W k: w# _; ^% ~$ E
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。 d, H5 q! y# V2 ^
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;
{# K }- O/ D0 y/ t1 A/ _3 V7 k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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7 K/ `1 U/ t6 C. r1,工作于摩擦条件下的零件,如一般小齿轮、轴' R. x) U# w7 F0 |; C3 B. _6 _9 B
45、40Cr、42MnVB;高频淬火,淬深1.5-2mm
! }0 |( P1 E- M' i6 |3 N$ ]2,承受扭曲、压力负荷的零件,如曲轴、大齿轮、磨床主轴等 y# ~$ y8 V0 F! u8 ?/ Z
45、40Cr、65Mn、9Mn2V、球墨铸铁;中频淬火,淬深3-5mm0 l9 g/ }! s) [! R3 [/ l
3承受扭曲、压力负荷的大型零件,如冷轧辊等2 { Z4 A3 ?1 }' }, }" n- J/ M/ R
9Cr2Mo、9Cr2W;工频淬火,淬深>=10-15mm
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9 u7 Y4 P4 i2 w6 J 表面淬火、普通淬火后碳钢的疲劳强度比较' W1 q% V3 D+ [0 Z5 ~
含碳量% 热处理方法 扭转弯曲疲劳强度
, K; j0 b: s4 t/ J0.33 高频表面淬火 600) m' _8 C( n" y7 b9 b" F
0.33 火焰表面淬火 350
. X- Q1 F- r+ S" Z1 f3 a0.33 电炉内整体加热淬火 90% d" ?# i, L* H3 f8 \
0.41 高频表面淬火 600+ c7 P- Q! O. n6 f& |2 l
0.41 电炉内整体加热淬火 110
- z5 i. M. s0 a+ f# c% F8 ?0.41 正火 130
' @2 g9 c1 D0 g; Y0 f0.63 高频表面淬火 3606 G; x' L, v; V; z: n
0.63 火焰表面淬火 390
5 m% `" Y8 u; S0 h0.63 电炉内整体加热淬火 150
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化学热处理(渗碳、渗氮等)内容略。
% a& i* [6 n1 a* K* x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
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7 m8 D4 W8 E' \3 ?) Z[ 本帖最后由 三脚猫 于 2007-12-15 14:46 编辑 ] |