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發(fā)表于 2007-12-15 14:43:04
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表面熱處理方法、特點和應(yīng)用
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表面熱處理是通過改變零件表層組織,以獲得硬度很高的馬氏體,而保留心部韌性和塑性(即表面淬火),. `3 k" R" b9 b( r& d, F
或同時改變表層的化學(xué)成分,以獲得耐蝕、耐酸、耐堿性,及表面硬度比前者更高(即化學(xué)熱處理)的方法。7 }: ?# S$ g( Z/ M' Z
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火焰表面淬火
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# ` l9 ^4 X; {. S1 A6 g& J. ]用乙炔-氧或煤氣-氧的混合氣體燃燒的火焰,噴射到零件表面上,快速加熱,當(dāng)達到淬火溫度后,立即噴水或用乳化液進行冷卻
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淬透層深度一般為2-6mm,過深往往引起零件表面嚴(yán)重過熱,易產(chǎn)生淬火裂紋。! O# u+ W5 n, H# Z! E4 x4 B+ U' X" q
表面硬度:鋼可達HRC65,灰鑄鐵為HRC40-48,合金鑄鐵為HRC43-521 }+ T# i3 w4 D [5 s
1 z$ U7 L) x. ]( B這種方法簡便,無需特殊設(shè)備,但易過熱,淬火效果不穩(wěn)定,因而限制了它的應(yīng)用* [9 C+ \) Q3 ]
! b& R8 ] X6 K8 P) k適用于單件或小批生產(chǎn)的大型零件和需要局部淬火的工具或零件,如大型軸類、大模數(shù)齒輪等
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+ A1 {0 @' }( `! _" }; H; t常用鋼材為中碳鋼,如35、45及中碳合金結(jié)構(gòu)鋼(合金元素<3%),如40Cr,65Mn等,還可用于灰鑄鐵、合金鑄鐵件。
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- |- m4 F, t3 k% D; o1 P- r碳含量過低,淬火后硬度低,而碳和合金元素過高,則易碎裂,因此,以含碳量右0.35-0.5%之間的碳素鋼最適宜。
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& ^4 }4 C# M$ f" T- v8 g" d, ?感應(yīng)加熱表面淬火;將工件放入感應(yīng)器中,使工件表層產(chǎn)生感應(yīng)電流,在極短的時間內(nèi)加熱到淬火溫度后,立即噴水冷卻,使工件表層淬火,從而獲得非常細(xì)小的針狀馬氏體組織。
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( J T$ I$ _9 A# Y7 r! T根據(jù)電流頻率,感應(yīng)加熱表面淬火,可以分為:
7 E6 h" t( N, {- y高頻淬火;100-1000kHz. 中頻淬火;1-10kHz. 工頻淬火;50Hz
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1表層硬度比普通淬火高2-3HRC,并具有較低的脆性:8 K4 M s0 S4 x
2疲勞強度,沖擊韌性都有所提高,一般工件可提高20-30%:* N4 T0 }4 O. p. q# N$ u. e
3變形。, I/ @% j) S2 `( |9 {
4淬火層深度易于控制:
" X7 `' D) i) |( A5淬火時不易氧化和脫碳:1 |9 @ S7 Y. Z' B
6可采用較便宜的低淬透性鋼:
6 g% {* L( K( G2 k! i2 X7操作易于實現(xiàn)機械化和自動化,生產(chǎn)率高
+ ^$ d4 A2 F/ k+ g! v* u8電流頻率愈高,淬透層愈薄。' N, f1 W( D" n J, }
高頻淬火一般1-2mm, 中頻淬火一般3-5mm, 工頻淬火能到>=10-15mm: d: b" }5 `9 r2 q7 A) @/ q
4 U! f* r) N$ P
表面淬火零件的中間熱處理是調(diào)質(zhì)2 |. Z5 P5 @+ F6 ~+ k
表面淬火 缺點:處理復(fù)雜零件比滲碳困難
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常用中碳鋼(0.4-0.5%C)和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼,也可用高碳工具鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼,以及鑄鐵。
1 s6 i- K/ d- W* E* ]一般零件淬透層深度為半徑的1/10左右時,可得到強度、耐疲勞性和韌性的最好配合。
) X# W! O) p$ {" o( B對于小直徑10-20mm的零件,建議用較深的淬透層深度,即可達半徑的1/5;
# o+ t! s. K% p: b! M對于截面較大的零件可取較淺的淬透層深度,即小于半徑1/10以下。5 q7 I! o: A0 u
8 o9 o& \& D5 l1,工作于摩擦條件下的零件,如一般小齒輪、軸# ~. a6 y4 b3 t2 u R
45、40Cr、42MnVB;高頻淬火,淬深1.5-2mm
8 @/ u1 e8 p* K5 j* e/ K2 e2,承受扭曲、壓力負(fù)荷的零件,如曲軸、大齒輪、磨床主軸等
( @# M/ m8 K2 P* k8 o; w45、40Cr、65Mn、9Mn2V、球墨鑄鐵;中頻淬火,淬深3-5mm' p4 e; y5 @* A6 v* r- g9 l8 G# ~
3承受扭曲、壓力負(fù)荷的大型零件,如冷軋輥等
* U# k! A- o4 Q: w9Cr2Mo、9Cr2W;工頻淬火,淬深>=10-15mm
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表面淬火、普通淬火后碳鋼的疲勞強度比較
+ \5 G& S% T& ~1 y含碳量% 熱處理方法 扭轉(zhuǎn)彎曲疲勞強度
( t. C5 _. P& v. h+ V) I0.33 高頻表面淬火 600& Y# t3 C" u9 u* D& i; E+ R+ O
0.33 火焰表面淬火 350
9 X2 [4 H* A6 N2 N' ~! B0.33 電爐內(nèi)整體加熱淬火 904 J: U7 V( p4 n9 p3 F. l
0.41 高頻表面淬火 6006 L0 Z* W9 _/ P' u1 r9 ~
0.41 電爐內(nèi)整體加熱淬火 110) c: E# j0 U% D* I/ O
0.41 正火 130, H' o& j5 s/ @* X5 G/ | ?1 Z+ n/ T
0.63 高頻表面淬火 360; L# b3 ?! ]$ N5 V$ [$ J) ]1 [, `/ N! g
0.63 火焰表面淬火 390; t$ `* e) ~& r. [' W
0.63 電爐內(nèi)整體加熱淬火 150' U- ?/ I4 C4 R& b
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化學(xué)熱處理(滲碳、滲氮等)內(nèi)容略。3 d+ E4 q1 m/ u1 |
摘至化學(xué)工業(yè)出版社、成大先主編<機械設(shè)計手冊第三版第1卷>1-306頁
) m. l4 s) G9 o; M2 E2 b ^
/ ]: k. ^3 f8 a. p[ 本帖最后由 三腳貓 于 2007-12-15 14:46 編輯 ] |
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