精密機(jī)械設(shè)計(編輯修改稿)
2024-10-22 19:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 面具有高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，而心部在保持一定強(qiáng)度、硬度下，具有足夠的塑性和韌性。對這類零件進(jìn)行表面淬火是滿足上述性能要求的有效方法之一。 表面淬火： 指在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織的情況下，利用快速加熱將表面層奧氏體化后進(jìn)行淬火，以強(qiáng)化零件表面的熱處理方法。 表面淬火方法： ?感應(yīng)加熱表面淬火 ?火焰加熱表面淬火 ?鹽浴快速加熱表面淬火 ?電接觸加熱表面淬火 ?激光加熱表面淬火 目前生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的是 感應(yīng)加熱表面淬火 和 火焰加熱表面淬火 。 感應(yīng)加熱表面淬火： 基本原理 ： 鋼件放人由空心銅管繞制而成的感應(yīng)器內(nèi)，感應(yīng)器中通人一定頻率的交流電以產(chǎn)生交變磁場，于是鋼件內(nèi)就會產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電流，這種電流在鋼件內(nèi)自成回路，稱為 “ 渦流 ” 。渦流在鋼件截面上的分布是不均勻的，表面密度大，中心密度小。電流的頻率越高，渦流集中的表面層越薄，這種現(xiàn)象稱為 “ 集膚效應(yīng) ” 。由于鋼本身具有電阻，集中于鋼件表層的渦流就使表層被迅速（幾秒鐘）加熱到 800～1000 C，而心部溫度不超過相變溫度。隨即噴水冷卻（合金鋼浸油冷卻），就可使鋼件表層淬硬。 o 火焰加熱表面淬火 基本原理： 利用乙炔 氧火焰對鋼件表面進(jìn)行加熱，并隨即淬火冷卻的工藝。 火焰加熱表面淬火的淬硬層深度一般為 2～ 6mm，過深的淬硬層深度要求，會引起鋼件表層的嚴(yán)重過熱，產(chǎn)生淬火裂紋。 由于火焰加熱表面淬火方法簡便， 無需特殊設(shè)備，故適用于單件或小批量生產(chǎn)的大型零件和需要局部淬火的工具或零件。 （ 2）化學(xué)熱處理 ： 是 將鋼件置于一定溫度的特定介質(zhì)中保溫，使介質(zhì)中的活性原子滲入鋼件表層，從而改變表層的化學(xué)成分和組織來改變其性能的一種熱處理工藝。 與表面淬火相比，化學(xué)熱處理不僅改變表層組織，而且還改變其化學(xué)成分，因此能更有效的改變表層性能。 化學(xué)熱處理的方法有：滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲鉻、滲鋁、滲硼等。 目前生產(chǎn)中最常用的是滲碳、滲氮和碳氮共滲。 滲碳 ： 為增加鋼表層碳含量，將鋼件在滲碳介質(zhì)中加熱、保溫，使碳原子滲入表層的化學(xué)熱處理工藝稱為滲碳 。 滲碳的目的 ：使鋼件表層具有高的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部保持一定的強(qiáng)度和較高的韌性。 基本原理： 一般化學(xué)熱處理都包含分解、吸收、擴(kuò)散三個基本過程。 分解： 滲碳介質(zhì)在一定溫度下分解成可滲入鋼表面的活性碳原子。 吸收： 活性碳原子被鋼的表面吸收并進(jìn)入鐵的晶格內(nèi)形成固溶體 或化合物。 擴(kuò)散： 在滲碳溫度下，被吸收的碳原子由表層向內(nèi)部擴(kuò)散，形成 一定深度的擴(kuò)散層。 滲碳方法： 分為氣體滲碳、液體滲碳、固體滲碳。 氣體滲碳法 : 把低碳鋼工件置于密封良好的加熱爐中，通人滲碳劑并加熱到滲碳溫度、保溫足夠長時間，達(dá)到滲碳的預(yù)定要求。 氣體滲碳劑主要是含碳的氣體（煤氣、天然氣、丙烷氣等）和碳?xì)浠衔锏挠袡C(jī)液體（煤油、苯、醇等），前者可直接通人爐內(nèi)，后者用滴注方式滴人爐內(nèi)，使?jié)B劑在高溫下裂解，并產(chǎn)生活性碳原子。 在氣體滲碳爐內(nèi)，滲碳?xì)庵饕?CO、 CO 、 H 及 CH 等組成，它們在高溫下分解出活性碳原子： 隨后，活性碳原子被鋼件表面吸收而溶于高溫奧氏體中，并向鋼件內(nèi)部擴(kuò)散而形成一定厚度的滲碳層。 2 4 2 固體滲碳法： 將鋼件放在填充粒狀滲碳劑的固體滲碳箱中進(jìn)行滲碳的工藝稱為 固體滲碳。 滲碳劑一般是由木炭和少量碳酸鹽（ BaCO 或 Na CO ）混合而成， 碳酸鹽在滲碳過程中可增加滲碳劑的活性，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行， 加速滲碳過程，故被稱為 “ 催滲劑 ” 。 加熱時，滲碳劑分解形成 CO， CO不穩(wěn)定，它與紅熱的鋼件表面接 觸分解出活性碳原子，主要反應(yīng)式如下：
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