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　　通過對鋼件(jian)表(biao)面的加熱、冷(leng)卻而改變表(biao)層力學性能的金屬(shu)熱處理(li)工(gong)(gong)藝。表(biao)面淬火是表(biao)面熱處理(li)的主要內(nei)容，其目的是獲得高(gao)硬度的表(biao)面層和(he)有利的內(nei)應力分(fen)布，以提高(gao)工(gong)(gong)件(jian)的耐磨(mo)性能和(he)抗疲勞性能。

　　對工件表(biao)面進行強化(hua)的(de)(de)(de)金屬熱(re)處(chu)理工藝。廣泛用于既要求表(biao)層具(ju)有高的(de)(de)(de)耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)、抗疲勞強度和較大的(de)(de)(de)沖擊載荷，又要求整體具(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)零件，如曲(qu)軸、凸輪(lun)軸、傳動齒(chi)輪(lun)等。表(biao)面熱(re)處(chu)理分(fen)為表(biao)面淬火和化(hua)學(xue)熱(re)處(chu)理兩大類。

表面淬火

　　通過不同的(de)熱源對工件(jian)(jian)(jian)進行快速加(jia)(jia)(jia)(jia)熱，當零件(jian)(jian)(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層溫度達到(dao)臨界點以上(shang)(shang)（此時(shi)工件(jian)(jian)(jian)心(xin)部溫度處于臨界點以下）時(shi)迅速予以冷卻，這樣(yang)工件(jian)(jian)(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層得到(dao)了淬(cui)(cui)硬組(zu)織(zhi)而心(xin)部仍保持(chi)原來的(de)組(zu)織(zhi)。為了達到(dao)只加(jia)(jia)(jia)(jia)熱工件(jian)(jian)(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層的(de)目的(de)，要求所用熱源具(ju)有(you)較高的(de)能量密度。根據(ju)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱方法不同，表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)淬(cui)(cui)火可分(fen)為感應(ying)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱（高頻(pin)、中頻(pin)、工頻(pin)）表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)淬(cui)(cui)火、火焰(yan)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)淬(cui)(cui)火、電接觸加(jia)(jia)(jia)(jia)熱表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)淬(cui)(cui)火、電解液(ye)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)淬(cui)(cui)火、激光(guang)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)淬(cui)(cui)火、電子(zi)束表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)淬(cui)(cui)火等。工業(ye)上(shang)(shang)應(ying)用***多的(de)為感應(ying)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱和火焰(yan)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)淬(cui)(cui)火。

化學熱處理

　　將(jiang)工(gong)件(jian)置于含有活(huo)性(xing)元素的(de)(de)(de)介質中加熱(re)(re)和保溫(wen)，使介質中的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)原(yuan)子滲(shen)(shen)入工(gong)件(jian)表層(ceng)或(huo)形成(cheng)某種化(hua)合物的(de)(de)(de)覆蓋(gai)層(ceng)，以改(gai)變表層(ceng)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)織和化(hua)學(xue)成(cheng)分，從而使零件(jian)的(de)(de)(de)表面(mian)具有特殊(shu)的(de)(de)(de)機(ji)械(xie)或(huo)物理(li)化(hua)學(xue)性(xing)能(neng)。通常(chang)在(zai)進(jin)行化(hua)學(xue)滲(shen)(shen)的(de)(de)(de)前后均需采(cai)用其(qi)他(ta)合適的(de)(de)(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)，以便***大限度地發揮滲(shen)(shen)層(ceng)的(de)(de)(de)潛(qian)力，并達到工(gong)件(jian)心部與表層(ceng)在(zai)組(zu)(zu)織結構、性(xing)能(neng)等的(de)(de)(de)***佳(jia)配(pei)合。根據滲(shen)(shen)入元素的(de)(de)(de)不同 ，化(hua)學(xue)熱(re)(re)處(chu)理(li)可(ke)分為滲(shen)(shen)碳 、滲(shen)(shen)氮、滲(shen)(shen)硼(peng)、滲(shen)(shen)硅(gui)、滲(shen)(shen)硫(liu)、滲(shen)(shen)鋁、滲(shen)(shen)鉻、滲(shen)(shen)鋅、碳氮共(gong)滲(shen)(shen)、鋁鉻共(gong)滲(shen)(shen)等。

接觸電阻加熱淬火

　　通過電(dian)極(ji)將小于(yu)5伏的(de)電(dian)壓加到(dao)工件上,在(zai)電(dian)極(ji)與工件接觸(chu)處流過很大(da)的(de)電(dian)流,并(bing)產生大(da)量的(de)電(dian)阻熱,使工件表面(mian)(mian)加熱到(dao)淬(cui)火溫度,然(ran)后把電(dian)極(ji)移(yi)(yi)去,熱量即傳入工件內部而表面(mian)(mian)迅速冷卻,即達(da)到(dao)淬(cui)火目的(de)。當處理(li)長工件時,電(dian)極(ji)不(bu)斷向前(qian)移(yi)(yi)動，留在(zai)后面(mian)(mian)的(de)部分不(bu)斷淬(cui)硬。

　　這一方(fang)(fang)法(fa)的優點是設(she)備簡單(dan)，操作方(fang)(fang)便，易于(yu)(yu)自動化,工件(jian)畸變極小,不需要(yao)回火，能顯著提(ti)高工件(jian)的耐磨性和(he)抗擦傷能力，但淬硬層(ceng)較薄（0.15～0.35mm）。顯微組織和(he)硬度均勻(yun)性較差(cha)。這種方(fang)(fang)法(fa)多(duo)用于(yu)(yu)鑄鐵做的機床(chuang)導軌的表(biao)面(mian)淬火，應用范圍(wei)不廣。

電解加熱淬火

　　將工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)置于酸、堿或鹽類水溶液(ye)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)中(zhong)，工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)接陰極，電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)槽接陽(yang)(yang)極。接通(tong)直流電(dian)(dian)(dian)(dian)后電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)被電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)，在陽(yang)(yang)極上(shang)放出氧，在工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)上(shang)放出氫(qing)。氫(qing)圍繞(rao)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)形成氣膜，成為一電(dian)(dian)(dian)(dian)阻體而(er)(er)產生(sheng)(sheng)熱(re)量(liang)，將工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)表(biao)面迅速加熱(re)到(dao)淬(cui)火溫度，然后斷(duan)電(dian)(dian)(dian)(dian),氣膜立即(ji)消失,電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)即(ji)成為淬(cui)冷介(jie)質，使工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)表(biao)面迅速冷卻(que)而(er)(er)淬(cui)硬(ying)。常用的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)為含 5～18%碳酸鈉的(de)水溶液(ye)。電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)加熱(re)方(fang)法簡單(dan)，處理時(shi)間短，加熱(re)時(shi)間僅需(xu)5～10s，生(sheng)(sheng)產率高(gao)，淬(cui)冷畸變小(xiao)，適于小(xiao)零件(jian)(jian)的(de)大批量(liang)生(sheng)(sheng)產，已用于發動機排(pai)氣閥(fa)桿端部的(de)表(biao)面淬(cui)火。

激光熱處理

　　激光(guang)(guang)(guang)在熱(re)(re)(re)處理中的應(ying)用研究始于70年(nian)代初，隨后即由試驗室研究階段進入生產應(ying)用階段。當經(jing)過聚(ju)焦的高(gao)(gao)能(neng)量密度(du)(du) (10W/cm)的激光(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)射金屬(shu)(shu)(shu)表(biao)面(mian)(mian)時，金屬(shu)(shu)(shu)表(biao)面(mian)(mian)在百(bai)分之(zhi)(zhi)幾秒甚至千分之(zhi)(zhi)幾秒內升(sheng)高(gao)(gao)到(dao)淬(cui)火溫度(du)(du)。由于照(zhao)(zhao)射點(dian)升(sheng)溫特(te)別快，熱(re)(re)(re)量來(lai)不及傳到(dao)周(zhou)圍的金屬(shu)(shu)(shu)，因此在停止激光(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)射時，照(zhao)(zhao)射點(dian)周(zhou)圍的金屬(shu)(shu)(shu)便起淬(cui)冷介(jie)質的作用而大量吸(xi)熱(re)(re)(re)，使照(zhao)(zhao)射點(dian)迅(xun)速冷卻(que)，得(de)到(dao)極(ji)細的組織，具(ju)有很高(gao)(gao)的力(li)學性能(neng)。如加熱(re)(re)(re)溫度(du)(du)高(gao)(gao)至使金屬(shu)(shu)(shu)表(biao)面(mian)(mian)熔化(hua)，則冷卻(que)后可以獲得(de)一層光(guang)(guang)(guang)滑的表(biao)面(mian)(mian)，這種操作稱為上光(guang)(guang)(guang)。

　　激光(guang)(guang)(guang)加熱也可(ke)用(yong)(yong)于局部合金化(hua)處理，即對工件易(yi)磨損或(huo)需要耐(nai)(nai)熱的(de)部位先鍍(du)(du)一層(ceng)耐(nai)(nai)磨或(huo)耐(nai)(nai)熱金屬，或(huo)者涂覆一層(ceng)含耐(nai)(nai)磨或(huo)耐(nai)(nai)熱金屬的(de)涂料，然后用(yong)(yong)激光(guang)(guang)(guang)照射(she)使(shi)(shi)其迅(xun)速熔(rong)化(hua)，形成耐(nai)(nai)磨或(huo)耐(nai)(nai)熱合金層(ceng)。在需要耐(nai)(nai)熱的(de)部位先鍍(du)(du)上一層(ceng)鉻，然后用(yong)(yong)激光(guang)(guang)(guang)使(shi)(shi)之迅(xun)速熔(rong)化(hua)，形成硬的(de)抗回(hui)火(huo)的(de)含鉻耐(nai)(nai)熱表層(ceng)，可(ke)以大(da)大(da)提高工件的(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命和耐(nai)(nai)熱性。

電子束熱處理

　　70年代開始研(yan)究(jiu)和應用(yong)。早期用(yong)于薄鋼帶、鋼絲(si)的(de)連(lian)續退火，能量密(mi)度(du)***高可達(da)10W/cm。電(dian)(dian)子(zi)束(shu)表(biao)面淬火除應在真空中進行外，其他特點(dian)與(yu)激光(guang)相(xiang)同。當電(dian)(dian)子(zi)束(shu)轟擊金(jin)屬(shu)表(biao)面時(shi)，轟擊點(dian)被迅速加(jia)熱。電(dian)(dian)子(zi)束(shu)穿透材(cai)料的(de)深度(du)取決于加(jia)速電(dian)(dian)壓和材(cai)料密(mi)度(du)。例(li)如，150kW的(de)電(dian)(dian)子(zi)束(shu)在鐵表(biao)面上的(de)理(li)論穿透深度(du)大約為0.076mm；在鋁表(biao)面上則可達(da)0.16mm。

　　電(dian)子束在很短(duan)時(shi)間(jian)(jian)內轟(hong)擊(ji)表(biao)面，表(biao)面溫(wen)度(du)迅速(su)升高，而基(ji)(ji)體仍保持(chi)冷態。當電(dian)子束停止(zhi)轟(hong)擊(ji)時(shi)，熱量迅速(su)向冷基(ji)(ji)體金屬(shu)傳導，從而使加(jia)熱表(biao)面自(zi)行淬火。為了有效地(di)進行"自(zi)冷淬火"，整個工(gong)件的(de)(de)體積(ji)和(he)淬火表(biao)層的(de)(de)體積(ji)之(zhi)間(jian)(jian)至(zhi)少要保持(chi)5∶1的(de)(de)比例(li)。表(biao)面溫(wen)度(du)和(he)淬透(tou)深(shen)度(du)還與(yu)轟(hong)擊(ji)時(shi)間(jian)(jian)有關。電(dian)子束熱處(chu)理加(jia)熱速(su)度(du)快，奧氏體化的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)僅零點幾秒甚至(zhi)更短(duan)，因(yin)而工(gong)件表(biao)面晶(jing)粒(li)很細，硬度(du)比一般熱處(chu)理高，并具有良(liang)好的(de)(de)力學(xue)性能。