表面热处理强化技术优化方案

(1）表面热处理强化

表面热处理是应用最为广泛的表面强化技术,常用的有:火焰加热表面淬火、盐熔炉加热表面淬火、高频和中频感应加热表面淬火、接触电阻加热表面淬火。 以上除接触电阻加热表面淬火外,其他均为常规的热处理方法。

表面热处理是通过对零件表层快速加热,使表层温度升高,由表及里温度逐渐降低,当表面的温度超过相变点以上达到奥氏体状态时,快速冷却使表面获得马氏体组织,得到硬化层,而心部仍然保留原组织状态,从而达到强化零件表面的目的。

很多机床铸铁导轨的表面淬火使用接触电阻加热表面淬火工艺。 这种工艺方法是利用铜滚轮或碳棒与零件间接触电阻使零件表面加热,并依靠自身热传导来实现冷却淬火,淬火后不需回火。 它可以提高导轨的耐磨性和抗擦伤能力,但均匀性差,淬硬层也比较薄(0.15 ～0.3 mm)。

(2）表面化学热处理强化

常用的表面化学热处理强化方法有:渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼和渗金属等。

表面化学热处理的基本原理是:将工件置于含有渗入元素的活性介质中,加热到一定温度,使活性介质通过扩散并释放出欲渗元素的活性原子。 活性原子被表面吸附,并向表层扩散渗入形成一定厚度的扩散层,从而改变表层成分、组织,达到提高零件表面性能的目的。

渗金属工艺渗入的大多数为W、Mo、V、Cr 等金属元素,它们与碳形成碳化物,硬度极高,耐磨性好,抗黏着能力强,摩擦系数小。 渗硼可以提高表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性。 碳氮共渗可显著提高金属材料表面的耐磨、耐蚀和耐疲劳性能。

离子氮碳共渗工艺加工温度较低,零件整体变形小,对材料内部组织影响小,因而在零件修复中得到应用。 离子氮碳共渗在辉光离子轰击炉内进行,工艺要点如下:(www.xing528.com)

①炉内气氛

一般采用丙酮、氨混合气体,以丙酮∶氨=1 ∶9 ～2 ∶8 为宜。

②温度

加热温度一般为(600 ±20)℃。 硬度要求高的零件,取较高的温度;要求变形小的零件,取较低温度,也可选用520 ～560 ℃;要求渗层厚的低碳钢、铸铁及合金钢,取620 ℃左右。

③保温时间

高碳钢、中高碳合金钢、高镍铬钢、奥氏体耐热钢等,保温4 h 左右;工具钢,保温2 h 左右;单纯防腐及高速钢刀具,保温1 h。

④冷却速度

随炉冷却到150 ～200 ℃出炉后空冷。