【正文】 、齒輪和模具等等。缺點(diǎn)：時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)十到上百小時(shí)。滲氮優(yōu)點(diǎn)：氮化層硬度高達(dá)950~1200Hv，耐磨性、疲勞強(qiáng)度、紅硬性、抗咬合性能和減摩性能優(yōu)于滲碳層。 （專用設(shè)備）氣氛檢測(cè)儀器（COCHCO分析儀）優(yōu)點(diǎn)：提高硬度和耐磨性的同時(shí)，心部能保持相當(dāng)高的韌性，可承受沖擊載荷，疲勞強(qiáng)度較高缺點(diǎn)：處理溫度高，工件畸變大應(yīng)用 滲碳工藝廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、機(jī)床等設(shè)備的重要零件中，如齒輪、軸和凸輪軸等。（設(shè)備簡(jiǎn)單，要求經(jīng)驗(yàn)）吸入式氣體滲碳：吸入富碳?xì)夥者M(jìn)行滲碳。提高抗咬合、抗粘著能力和降低摩擦系數(shù)，如滲硫、氮化。提高淬透性。提高疲勞強(qiáng)度。 熱擴(kuò)滲目的：提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性?；钚栽游皆诨w金屬表面，并被基體金屬吸收，形成固溶體或金屬間化合物。 第五章 熱擴(kuò)滲 定義：將工件放在特殊的介質(zhì)（氣體、液體或固體）中，使介質(zhì)中的某一種或幾種元素滲入工件表面，形成一定厚度的擴(kuò)散層（或摻雜層），從而改變材料成分、組織和性能的方法。2適用范圍 滾壓強(qiáng)化適用于軸類零件和溝槽類零件，不能用于復(fù)雜零件。 滾壓強(qiáng)化 在一定的壓力作用下，用鋼球、輥輪或輥軸滾壓工件表面，使工件表面產(chǎn)生大量的 位錯(cuò)和較大的殘余壓應(yīng)力，從而提高材料的表面強(qiáng)度，特別是疲勞強(qiáng)度的方法。 拋丸強(qiáng)化1特點(diǎn) 拋丸強(qiáng)化撞擊面大，生產(chǎn)效率高。 噴丸強(qiáng)化1 噴丸強(qiáng)化：壓縮空氣帶動(dòng)鋼丸高速撞擊工件。較大的殘余壓應(yīng)力。（2）滾壓強(qiáng)化：用鋼球、輥輪或輥軸滾壓工件表面，使工件表面產(chǎn)生大量的位錯(cuò)。 外徑60mm，壁厚8mm，長(zhǎng)2300mm的細(xì)長(zhǎng)空心軸， 變形強(qiáng)化1變形強(qiáng)化機(jī)理：塑性變形←位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)→位錯(cuò)增殖→位錯(cuò)交結(jié)→強(qiáng)度提高塑性變形→馬氏體相變→強(qiáng)度提高最常用來表示金屬材料變形強(qiáng)化的公式是Hollomon公式：S=Ken 式中：S為真應(yīng)力；e為真應(yīng)變；n為變形強(qiáng)化指數(shù)；K材料硬化系數(shù)。為了不使材料熔化，激光淬火時(shí)能量密度一般為1000~6000 J/cm2 。 能量密度高，加熱速度快、溫度高，不需要淬火冷卻介質(zhì)。 激光加熱的特點(diǎn)：能量密度高，加熱速度快、溫度高，且容易控制。 火焰加熱表面淬火技術(shù) 1 火焰淬火（flame quenching）原理：用火焰快速將工件表面加熱到淬火溫度，并快速冷卻，使工件表面得到淬火組織。渦流產(chǎn)生熱量，將工件表面加熱迅速加熱到淬火溫度，并用冷卻介質(zhì)快速冷卻，達(dá)到對(duì)工件表面淬火的目的。表面組織細(xì)，硬度高，中部硬度低，韌性好。V冷卻↑，表面硬度高4. 表面淬火技術(shù)的特點(diǎn)生產(chǎn)效率高，能耗小。 b. 合金元素不均勻 預(yù)先熱處理（調(diào)質(zhì)、正火、球化退火）——表面淬火V加熱↑，奧氏體晶粒細(xì)化顯著 ,相變趨動(dòng)力增大,晶粒形成位置增多,A在F 和K相界上形成，A在F 亞晶界上形成。表面硬度要求越高，要求鋼碳含量和合金含量越高；表面硬化層越深，要求鋼淬透性越好。2. 表面淬火對(duì)材料的要求凡是能進(jìn)行整體淬火強(qiáng)化的材料都可以進(jìn)行表面淬火。 第四章 表面淬火和變形強(qiáng)化1表面淬火技術(shù)的原理和特點(diǎn)2感應(yīng)加熱表面淬火3火焰加熱表面淬火4激光加熱表面淬火41. 表面淬火技術(shù)的原理 將鋼表面快速加熱到Ac3（亞共析鋼）或Ac1 （過共析鋼）以上，然后使之迅速冷卻并 轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。 將鋼整體加熱到Ac3（亞共析鋼）或Ac1 （過共析鋼）以上，然后使其表面迅速冷卻并轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。低碳鋼或低合金鋼需進(jìn)行表面滲碳或合金化（齒輪滲碳）。在一定加熱速度范圍內(nèi)，V加熱↑，T臨界↑V加熱↑，奧氏體成分的不均勻性↑ a. C 成分不均勻,從相圖上看與F,K 相鄰的濃度相 差很大,C 來不及擴(kuò)散。 ,如果加熱速度10 7 度/S,形成時(shí)間105S,在如此短時(shí)間內(nèi)奧氏體晶粒來不及長(zhǎng)大。加熱快，冷卻快：組織細(xì)，硬度高；組織均勻性差（滲碳體來不及溶解和擴(kuò)散）。 感應(yīng)加熱表面淬火技術(shù)1感應(yīng)加熱淬火原理 將工件緊靠在有足夠功率輸出的感應(yīng)圈附近,感應(yīng)圈通電，在高頻(中頻)交流磁場(chǎng)的作用下（如果工件與線圈的間隙非常小）由于集膚效應(yīng),在工件表面產(chǎn)生很大的渦流，大小與線圈電流相等，方向相反。2感應(yīng)加熱淬火技術(shù)特點(diǎn) 效率高 ； 變形小 ； 深度可控 ； 需要制作特定的線圈 ； 電源功率大 ； “尖角”效應(yīng)3感應(yīng)加熱淬火技術(shù)應(yīng)用 高頻淬火：軸類零件，磨損量小，但精度要求高的零件 中頻淬火：齒輪、活塞環(huán)槽，有明顯磨損量，精度要求較高的零件工頻或雙頻：軋輥，磨損量大表面淬火在粗加工或半精加工后進(jìn)行，最后只留磨量?？刂茀?shù)：火焰大小、火焰與工件的相對(duì)距離和相對(duì)移動(dòng)速度淬火深度：鋼淬透性、加熱深度和冷卻條件等2優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單；操作靈活；操作簡(jiǎn)單適用于各種形狀的小批量零件或大型零件的局部淬火3缺點(diǎn)：生產(chǎn)效率低；難以控制，需要豐富的經(jīng)驗(yàn)；淬火層的均勻性差；變形大4適用范圍適用于各種形狀的小批量零件或大型零件的局部淬火導(dǎo)槽、模具、凸輪軸（凸臺(tái)） 激光加熱淬火技術(shù)1激光加熱原理:用激光束加熱材料表面，使之迅速生高到相變溫度以上。2激光淬火（Laser Quenching）原理:用激光束加熱材料表面，使之迅速生到相變點(diǎn)溫度以上但不熔化，當(dāng)激光束移開后表層自行快速冷卻，并轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。3優(yōu)點(diǎn)：☆工件變形小☆能量集中，熱影響區(qū)小☆加熱深度和軌跡容易控制☆適用于表面重熔，甚至可以熔化陶瓷。4缺點(diǎn)： 存在回火軟化帶，對(duì)要求大面積均勻硬化層的工件不利5應(yīng)用（1）高精度零件處理 汽車大梁，汽車油泵，空壓機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸，汽車凹輪軸，熱鍛模大型內(nèi)齒圈（2）管材內(nèi)表面改性例：管內(nèi)機(jī)器人＋激光表面改性技術(shù)，對(duì)細(xì)長(zhǎng)管材內(nèi)表面硬化處理，提高耐磨性，延長(zhǎng)壽命，減少管材的使用量。2（1）噴丸或拋丸強(qiáng)化:鋼丸高速撞擊工件表面，使表層材料產(chǎn)生大量的塑性變形。產(chǎn)生大量的位錯(cuò)，如有奧氏體相，促使馬氏體相變，提高材料的表面強(qiáng)度。提高材料的強(qiáng)度，特別是疲勞強(qiáng)度的方法。2優(yōu)點(diǎn)：撞擊點(diǎn)集中，易于控制。用于彈簧鋼板、圓彈簧、大型工件、車輪以及大批量生產(chǎn)的零件等。 表面滾壓的強(qiáng)化原理與噴丸和拋丸相同。滾壓改性層深度可達(dá)5mm以上，球墨鑄鐵曲軸滾壓疲勞強(qiáng)度可提高20~33%滾壓強(qiáng)化使零件產(chǎn)生變形，必須進(jìn)行矯正處理。 熱擴(kuò)滲技術(shù)機(jī)理：滲劑產(chǎn)生活性原子，并不斷提供給基體金屬表面?；钚栽硬粩嘞蚧w金屬內(nèi)部擴(kuò)散，滲層厚度不斷增加。滲氮表面硬度達(dá)950Hv~1200Hv，滲硼表面硬度達(dá)1400Hv~2000Hv。滲碳、滲氮和滲鉻使材料發(fā)生相變，表層體積膨脹，導(dǎo)致產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。低碳鋼、低合金鋼滲碳。提高耐腐蝕性能，如滲鋁、滲氮等氣體滲碳?xì)夥盏男纬煞绞剑旱巫⑹綒怏w滲碳：向爐內(nèi)滴入含碳有機(jī)液體，如煤油。（專用設(shè)備，大批量生產(chǎn)）氮基氣氛滲碳：以純氮為載體，加入碳?xì)浠衔?，一并注入爐內(nèi)形成富碳?xì)夥者M(jìn)行滲碳。滲碳是應(yīng)用最廣、發(fā)展得最全面的化學(xué)熱處理工藝。低溫滲氮：500~600℃滲氮，工件變形小。滲層?。?00μm），脆性高應(yīng)用滲氮可以用于結(jié)構(gòu)鋼、高鉻鋼、工具鋼和鑄鐵。滲氮層很薄，~，滲氮處理后最好不加工或少量精加工 在520~580℃，以滲氮為主，稱氮碳共滲，滲層硬度比滲氮層略低，俗稱軟氮化。氮碳共滲是一種表面硬度高，摩擦磨損性能和疲勞性能好，尺寸變形小的熱擴(kuò)滲工藝。碳氮共滲比滲碳溫度低，零件變形小，晶粒細(xì)，可以直接進(jìn)行淬火，零件變形開裂傾向小。滲層存在較大的殘余壓應(yīng)力。滲氮和氮碳共滲的應(yīng)用 滲氮層很薄，~，滲氮處理后最好不加工或少量精加工。固體 把工件埋入固體滲劑或用固體滲劑包裹工件，并加熱達(dá)到一定溫度，保持一定時(shí)間，使工件表面滲入一種或多種元素的方法。 供滲劑：作用是提供滲入工件表面的活性原子，如供滲劑是穩(wěn)定的化合物，還要加還原劑。 催滲劑（或催化劑）：促進(jìn)活性原子滲入工件和促進(jìn)還原反應(yīng)。 滲劑原子活性越強(qiáng)，滲層就越厚液體將工件放入熔融液體中，使表面層滲入一種或幾種元素的方法稱為液體熱擴(kuò)滲。 （2）滲劑浮于鹽浴表面，鹽浴作為載體傳輸活性原子。 熱浸金屬 將工件浸入熔融的金屬液中，使工件表面形成金屬防護(hù)層的方法。（2）合金層內(nèi)的滲入原子向內(nèi)擴(kuò)散，形成固溶體或化合物。熱浸鋁和熱浸鋅是公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的鋼鐵材料表面防護(hù)方法。熱浸鋁還在汽車零部件上使用。 熱浸鋁原理： 鋁液與鐵接觸，在界面上形成Fe/Al合金層，并形成FeAl3化合物。 隨著鋁原子繼續(xù)向內(nèi)擴(kuò)散，還形成 Fe2Al5相。 用常規(guī)方法對(duì)工件表面脫脂除銹 用質(zhì)量濃度為4%的K2ZrF6溶劑在50~80℃清洗工件： 1）進(jìn)一步清除工件表面鐵銹 2）活化工件表面，提高浸入能力和鍍層的結(jié)合力。等離子體熱擴(kuò)滲等離子體熱擴(kuò)滲是利用低真空中氣體輝光放電產(chǎn)生的離子轟擊工件表面，在工件表面產(chǎn)生熱擴(kuò)滲的工藝。離子轟擊能去除工件表面的氧化膜或鈍化膜，使易氧化的金屬（如不銹鋼）也能進(jìn)行熱擴(kuò)滲。工藝過程易于控制。工藝輝光電壓：保溫階段為500~700V電流密度：~15 mA/cm2。爐內(nèi)真空度：266~533Pa。滲氮?dú)夥眨阂旱虻獨(dú)浠旌蠚?。調(diào)整氮?dú)浠旌蠚獾牡獎(jiǎng)荩煽刂茲B層相組成。不含鋁的鋼一般采用500~550℃的一段滲氮工藝，含鋁鋼采用520~530℃和560~580℃的二段滲氮工藝；不銹鋼采用600~650℃的滲氮溫度。一般鋼種8h左右，不銹鋼要長(zhǎng)得多。δ為滲層深度，k為常數(shù)，D為擴(kuò)散系數(shù)，τ為滲氮時(shí)間。（1）N離子轟擊，使部分金屬原子活化，使C、N、O等部分非金屬元素還原出來。（4）陰極濺射，