复合热处理技术的优化方案

近些年来为了节约能源，追求更好的性能，国内外开始把各种强韧化热处理、表面合金化、表面淬火、表面功能性覆层、形变强化等工艺进行了多种类型的组合和复合，使机械零部件的性能有了很大提高，并把它开辟为新的热处理技术领域。复合热处理是将两种或更多的热处理工艺复合，或是将热处理与其他加工工艺复合，使各工艺间互相弥补增强，以更大程度地挖掘材料潜力，使零件获得单一工艺所无法达到的优良性能。

1）多种热处理方法的复合。表面合金化与淬火；渗碳或碳氮共渗后的淬火（重新加热淬火或渗后直接淬火）；渗碳或渗氮后用激光进行表面淬火；如30CrMnSi钢经560℃30h渗氮+1000℃淬火和200℃2h回火后，因有渗氮物存在，晶粒非常细小，表层及心部均有较高的强韧性，在冷作模具上得到应用。

表面硬化与在低温回火温度下的表面化学热处理，淬火处理与在高中温回火温度下的化学热处理，两种化学热处理方法的复合。化学热处理与涂层（化学沉积或电镀）的复合。化学镀与热处理的复合。例如，在Ni-P化学镀（3μm）之后进行400℃1h的时效处理，可以消除镀层应力，同时诱发析出Ni₃P相，显著改善了耐磨性，使压铸模寿命大为提高。

2）热处理与其他工艺的复合。压力加工与热处理复合的形变热处理，可按形变强化与相变强化的顺序区分为三类：形变在相变前（形变淬火、形变等温淬火等）；形变在相变后（回火马氏体形变、调质形变、珠光体形变等）；以及形变在相变中进行（诱发马氏体形变、等温形变淬火、过饱和固溶体形变时效等）。整体或表面强化与表面形变强化（辊压，喷丸），以及在整体或表面强化+表面功能性覆层（电镀、喷涂、以及有机树脂涂层等等）。

形变化学热处理。把各种塑性变形加工工艺与化学热处理（渗氮、渗碳、氮碳共渗、渗硼、渗硫和渗金属等）结合起来，能够大幅度提高钢铁零件抗磨损、耐疲劳等与表面强化有关的性能。(www.xing528.com)

上面简要介绍了各种热处理工艺复合的方法，从目前热处理技术发展的趋势看，复合热处理发展前景广阔。尽管有的工艺已应用于生产，但是对工艺复合后的基本规律及在复合作用下组织与性能变化的规律还很少有系统的研究，并且还有许多新的工艺方法有待于广大热处理工作者去探索与实践。热处理工艺复合一般可遵循以下原则：

（1）功能继承原则 复合热处理可以是心部强韧化与表面强化的复合，也可以是两种整体强化工艺或两种表面处理工艺的复合。在考虑两种工艺组合的可能性时，应当注意加热规范，冷却规范的合理配合。以及两种表面合金化先后进行时它们之间的相互作用及其对钢的组织性能带来的影响。在进行第二次热处理时应该继承第一次热处理后的效果而不应是为了获得另一种性能而完全消除前处理的作用。是互补加强而不是顾此失彼。

（2）优质、经济原则 从技术上的可能性及经济上的合理性出发，一般来说，要通过工艺复合使工件更加具备多种功能、或是使工件的性能大幅度提高、寿命大幅度增长，而不会显著增大工件的变形开裂倾向。热处理工艺复合应当尽量简化热处理工序和缩短热处理周期，热处理工艺复合所消耗的资金一定要小于适当改善工件的性能和提高寿命而节约的资金经济上才是合理的。