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表面热处理分为哪几种【汇总】

表面热处理分为哪几种
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通过对工件表层的加热、冷却、改变表层组织结构,获得所需性能的金属热处理工艺。

钢件的表面热处理,可获得表面高硬度的马氏体组织,而保留心部的韧性和塑性,提高工件的综合机械性能。

如对一些轴类、齿轮和承受变向负荷的零件,可通过表面热处理,使表面具有较高的抗磨损能力,使工件整体的抗疲劳能力大大提高。

表面热处理最主要的内容是钢铁的表面淬火,可分为火焰表面淬火和感应加热表面淬火。

表面淬火
通过不同的热源对工件进行快速加热,当零件表层温度达到临界点以上(此时工件心部温度处于临界点以下)时迅速予以冷却,这样工件表层得到了淬硬组织而心部仍保持原来的组织。

为了达到只加热工件表层的目的,要求所用热源具有较高的能量密度。

根据加热方法不同,表面淬火可分为感应加热(高频、中频、工频)表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束表面淬火等。

工业上应用最多的为感应加热和火焰加热表面淬火。

化学热处理
将工件置于含有活性元素的介质中加热和保温,使介质中的活性原子渗入工件表
层或形成某种化合物的覆盖层,以改变表层的组织和化学成分,从而使零件的表面具有特殊的机械或物理化学性能。

通常在进行化学渗的前后均需采用其他合适的热处理,以便最大限度地发挥渗层的潜力,并达到工件心部与表层在组织结构、性能等的最佳配合。

根据渗入元素的不同,化学热处理可分为渗碳、渗氮、渗硼、渗硅、渗硫、渗铝、渗铬、渗锌、碳氮共渗、铝铬共渗等。

接触电阻加热淬火
通过电极将小于5伏的电压加到工件上,在电极与工件接触处流过很大的电流,并产生大量的电阻热,使工件表面加热到淬火温度,然后把电极移去,热量即传入工件内部而表面迅速冷却,即达到淬火目的。

当处理长工件时,电极不断向前移动,留在后面的部分不断淬硬。

这一方法的优点是设备简单,操作方便,易于自动化,工件畸变极小,不需要回火,能显著提高工件的耐磨性和抗擦伤能力,但淬硬层较薄(0.15~0.35毫米)。

显微组织和硬度均匀性较差。

这种方法多用于铸铁做的机床导轨的表面淬火,应用范围不广。

电解加热淬火
将工件置于酸、碱或盐类水溶液的电解液中,工件接阴极,电解槽接阳极。

接通直流电后电解液被电解,在阳极上放出氧,在工件上放出氢。

氢围绕工件形成气膜,成为一电阻体而产生热量,将工件表面迅速加热到淬火温度,然后断电,气膜立即消失,电解液即成为淬冷介质,使工件表面迅速冷却而淬硬。

常用的电解液为含5~18%碳酸钠的水溶液。

电解加热方法简单,处理时间短,加热时间仅需5~10秒,生产率高,淬冷畸变小,适于小零件的大批量生产,已用于发
动机排气阀杆端部的表面淬火。

根据热处理的基本工艺过程,热处理设备分为主要设备和辅助没备。

主要没备包括热处理炉、热处理加热设备、冷却没备等。

辅助没备包括检验设备、校正没备、清洗设备、淬火介质循环设备、防火除尘设备等。

1、热处理炉
热处理炉是热处理的一种加热设备。

温度一般比加热炉低,要求较严格地控制炉温和炉内气氛。

由炉体、加热装置、机械装置和电气设备等组成。

根据能源不同可分为燃料炉和电炉; 根据工作温度可分为高温炉(高于1000℃)、中温炉(600~1000℃)和低温炉(低于600℃); 根据加热介质不同可分为空气炉、可控气氛炉、流动粒子炉、真空炉、辉光离子炉等; 根据作业规程和机械化程度可分为周期式作业炉、半连续作业炉和连续式作业炉; 根据工艺用途不同可分为正火炉、退火炉、回火炉、淬火炉、渗碳炉、氮化炉等;根据外形和炉膛形状不同可分为箱式炉、井式炉、台车式炉、推杆式炉、转底式炉、振底式炉、输送带式炉等; 根据专门化程度不同可分为通用炉和专用炉。

2、冷却设备
常用的冷却没备有水槽、油槽、浴炉、缓冷坑等。

介质包括:自来水、盐水、机油、硝酸盐溶液等。

3、检验设备
常用的检验没备有洛氏硬度汁、布氏馁度计、金相显微镜、物理性能测试仪、量具、无损探伤没备等。

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