【正文】 2. 物理氣相沉積法 物理氣相沉積 是把 金屬蒸氣離子化 后在 高壓靜電場(chǎng) 中使離子加速并直接沉積于金屬表面形成覆層的方法，簡(jiǎn)稱 PVD法。 氣相沉積 1. 化學(xué)氣相沉積法 化學(xué)氣相沉積 是在高溫下將爐內(nèi)抽成 真空或通入氫氣 ，然后通入反應(yīng)氣體并在爐內(nèi)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使工件表面形成覆層的方法，簡(jiǎn)稱 CVD法。 基本原理 是用高能激光束對(duì)工件表面進(jìn)行掃描，被掃描的部分材料表面急驟升溫到相變溫度，激光束離開后，被加熱的部分又很快通過母體冷卻而形成自淬火。 ? 此技術(shù)可以代替感應(yīng)和激光淬火，把一項(xiàng)整體熱處理過程轉(zhuǎn)化為加工生產(chǎn)線的一道工序。 概念： 將鋼加熱到奧氏體狀態(tài)，迅速冷卻至 Ac1點(diǎn)以下、 Ms點(diǎn)以上 過冷奧氏體亞穩(wěn)溫度范圍進(jìn)行大量塑性變形，然后立即淬火并回火至所需要的性能。 概念 一般 碳鋼 、 低合金結(jié)構(gòu)鋼零件以及 機(jī)加工量不大的鍛件或軋材 ，如連桿、曲軸、彈簧、葉片和各種農(nóng)機(jī)具零件。 2. 離子滲碳 將工件裝入溫度在 900℃ 以上的 真空爐 內(nèi)，在通入 碳?xì)浠衔?(CH4或 C3H8)的氣氛 中加熱，同時(shí)在 工件 (陰極 )和陽極之間施加高壓直流電 ，產(chǎn)生輝光放電使活化的碳被離子化，在工件附近加速從而轟擊工件表面進(jìn)行滲碳。當(dāng) 電壓 調(diào)整到 400V～ 800V 時(shí)， 氨即電離分解成氮離子、氫離子和電子，并在工件表面產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象 。工件接 高壓直流電源的負(fù)極 ， 真空鐘罩 接 正極 。 離子滲擴(kuò)熱處理 離子滲擴(kuò)熱處理 是利用 陰極 (工件 )和 陽極 間的 輝光放電 產(chǎn)生的 等離子體 轟擊 工件，使工件表層的 成分 、 組織 及 性能 發(fā)生變化的熱處理工藝。 特點(diǎn)： 真空熱處理 無氧化 、 無脫碳 、 無元素貧化 ， 可以實(shí)現(xiàn) 光亮熱處理 ， 可以使零件 脫脂 、 脫氣 ， 避免表面污染 和 氫脆 ； 同時(shí)可以實(shí)現(xiàn) 控制加熱和冷卻 ， 減少熱處理變形 。 : 氣體反應(yīng)中需要吸收外熱源的能量，才能使反應(yīng)向正方向發(fā)生的熱處理氣氛 。 可控氣氛則是 實(shí)現(xiàn)無氧化加熱 的最主要措施。 催滲技術(shù) 能 縮短化學(xué)熱處理的工藝過程周期 和 提高滲層質(zhì)量。 氰化 液體氰化 氣體氰化 中溫氰化 低溫氰化 液體氰化有毒，污染環(huán)境，勞動(dòng)條件差 中溫氣體滲氮工藝 以 滲碳為主 ，用于提高結(jié)構(gòu)件 (如齒輪、蝸輪、軸類件 )的硬度、耐磨性和疲勞性； 低氣體滲氮工藝 以 滲氮為主 ，主要用于提高工模具的表面硬度、耐磨性和抗咬合性。 5. 常用滲氮工藝 根據(jù)滲氮目的不同，滲氮工藝分為兩大類： 一類是以提高工件表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度等為主要目的而進(jìn)行的滲氮，稱為 強(qiáng)化滲氮 ； 一類是以提高工件表面抗腐蝕性能為目的的滲氮，稱為為 抗腐蝕滲氮 。 控制氣氛氮?jiǎng)?。 2）氣體氮?jiǎng)莸倪x擇 控制氨分解率 。滲氮時(shí)間影響滲層深度和硬度。滲氮溫度越低，表面硬度升高、滲層深度下降。 淬火溫度 由鋼的 Ac3決定； 淬火介質(zhì) 取決于鋼的淬透性； 回火溫度 的選擇不僅要根據(jù)對(duì)心部的硬度要求 3. 滲氮工藝 1）滲氮溫度和時(shí)間 滲氮溫度 。 滲氮鋼件的心部性能由滲氮前熱處理決定 。 滲氮后不需要熱處理 。氮原子的原子半徑比碳原子小，擴(kuò)散系數(shù)比 C原子大。表面易生成 ? 化合物，氮原子熔于化合物層，并向內(nèi)擴(kuò)散。 NH3=[N]+3/2 H2，或 Fe+NH3=Fe(N)+ 3/2 H2 （ 2） 氮原子的吸收 。 2/1ktd?供氮介質(zhì) 為 無水氨氣 或 氨 +氫 或 氨 +氮 ，滲氮分三個(gè)階段。 概念： 滲氮 是指在 一定溫度 下使 活性氮原子 滲入工件表面，形成 含氮硬化層 的 化學(xué)熱處理 工藝。 ? 圖 滲碳后熱處理示意圖 ． 滲氮 （氮化） 目的 :提高零件表面硬度 (可達(dá) 1000～ 1200HV)、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、熱硬性和耐蝕性等 。如汽車、機(jī)車、礦山機(jī)械、起重機(jī)械等用的大量傳動(dòng)齒輪都采用滲碳熱處理工藝提高其耐磨損性能。 對(duì)于碳鋼，滲層深度規(guī)定為：從表層到過渡層一半(50%P+50%αFe)的厚度。 滲碳后的組織 滲碳的鋼為低碳鋼和低碳合金鋼，如 20Cr、 20CrMnTi、12CrNi3 等。但為了避免奧氏體晶粒過分長(zhǎng)大，所以滲碳溫度不能太高，通常為900℃ ～ 950℃ 。 ? 由于奧氏體的溶碳能力較大，因此 滲碳溫度必須高于 Ac3溫度 。 固體滲碳劑通常是一定粒度的 木炭 與 15%～20%的碳酸鹽 （ BaCO3或 Na2CO3）的混合物。 （ 3）碳原子的擴(kuò)散。 介質(zhì)： A. 向爐內(nèi)滴入易分解的 有機(jī)液體 （如煤油、苯、甲醇、醋酸乙酯等） 氣體介質(zhì) （天然氣、丙烷氣及煤氣等 ）通過在鋼的表面上發(fā)生反應(yīng)，形成活性碳原子。 ? 滲碳用鋼為低碳鋼及低碳合金鋼，如 20Cr、20CrMnTi、 20CrMnMo、 18Cr2Ni4W等。 ? 目的： 通過滲碳及隨后的淬火和低溫回火，使工件 表面 具有 高的硬度 、 耐磨性 和 良好的抗疲勞性能 ，而 心部 具有 較高的強(qiáng)度 和 良好的韌性 。 ? 化學(xué)熱處理過程包括 分解、吸收、擴(kuò)散 三個(gè)基本過程。還有 滲硫、滲硼、滲鋁、滲釩、滲鉻 等。 ? 特點(diǎn) ? 概念 鋼的化學(xué)熱處理 ? 化學(xué)熱處理 是將鋼件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入工件表層，改變其化學(xué)成分和組織，達(dá)到改進(jìn)表面性能，滿足技術(shù)要求的熱處理過程。 2． 火焰加熱表面淬火 火焰加熱淬火是火焰加熱溫度很高（約 3000℃ 以上），能將工件迅速加熱到淬火溫度，通過調(diào)節(jié)燒嘴的位置和移動(dòng)速度，可以獲得不同厚度的淬硬層。小尺寸零件可提高 2～ 3 倍，大尺寸零件可提高 20%～30%。 ? 由于感應(yīng)加熱速度快，奧氏體晶粒不易長(zhǎng)大，淬火后獲得非常細(xì)小的 隱晶馬氏體組織 ，使工件 表層硬度比普通淬火高2HRC～ 3HRC，耐磨性也有較大提高 。 表層組織為馬氏體 +碳化物 +殘余奧氏體， 過渡層為馬氏體 +碳化物 +少量屈氏體， 心部組織為珠光體 +碳化物。該層為過渡層。 2區(qū)： 溫度 Ac1～ Ac3之間，淬火得到馬氏體和鐵素體混合 組織 。 1區(qū)： 加熱溫度 超過 Ac3，淬火得到完全馬氏體 組織 。 這些鋼經(jīng)預(yù)先熱處理（正火或調(diào)質(zhì)處理）后再表面淬火，心部有較高的綜合機(jī)械性能，表面也有較高的硬度和耐磨性。 第三類 工頻感應(yīng)加熱淬火 電流頻率： 50赫茲 淬硬層深度：可達(dá) 10～ 15mm