热处理工第三章课件

1、第三章第一节火焰加热淬火一、火焰加热淬火的基本原理和特点二、火焰加热淬火的方法三、火焰加热淬火的设备四、火焰加热淬火的注意事项五、火焰加热淬火的操作步骤一、火焰加热淬火的基本原理和特点3Z1.eps二、火焰加热淬火的方法(1)固定法淬火工件和喷嘴都不动，用火焰喷嘴直接加热淬火部分，当工件加热到淬火温度后立即喷水冷却(见图3-1a)。图3-1火焰加热淬火方法示意图1火焰喷嘴2冷却水管3加热层4淬硬层二、火焰加热淬火的方法(2)旋转法用一个或几个固定火焰喷嘴对旋转(100200r/min)工件表面进行加热，使其表面加热到淬火温度，然后进行冷却(见图3-1b)。(3)前进法火焰喷嘴和冷却装置沿淬火工

2、件表面作平行移动，一边加热，一边冷却，淬火工件可缓慢移动或不动(见图3-1c)。(4)联合法淬火工件沿其轴线作迅速旋转，而喷嘴及喷水装置同时沿工件轴线平行移动(见图3-1d)。三、火焰加热淬火的设备图3-2火焰表面淬火常用喷嘴形状1喷嘴2工件三、火焰加热淬火的设备(1)平行适用于不同尺寸工件的平面表面淬火加热。(2)翘形适用于凹槽表面的淬火加热。(3)环形适用于滚轮、轴类及其他外圆表面或内圆表面淬火加热。(4)角形适用于机床、导轨等角形工件的表面淬火加热。(5)钳形是专门用于齿轮及类似形状工件的加热。四、火焰加热淬火的注意事项(1)淬火前的准备为使钢的淬硬层深度与硬度均匀一致并具有强韧的心部组

3、织，在淬火前应进行预备热处理(通常是正火或调质)。(2)预热合金钢、铸钢件及铸铁件进行火焰表面淬火时，由于材料导热性差，形成裂纹的可能性较大，必须在淬火前进行预热。(3)加热温度火焰淬火温度比常规淬火温度要高，在Ac3以上80100，一般取880950。(4)回火淬火后工件应立即回火，以消除应力，防止开裂。五、火焰加热淬火的操作步骤1)根据工件淬火表面的形状和尺寸决定操作方法。2)由选定的淬火方法选取喷嘴的形状。3)确定氧气或乙炔的流量和工作压力。4)确定喷嘴与工件的距离，一般为615mm，工件直径大则适当减小；钢中含碳量高时则可增大。5)确定喷嘴移动速度(连续淬火法)和加热时间(同时淬火法)

4、。6)选择淬火介质的种类、压力和温度。7)工作时先开少量乙炔气，点燃后再开大乙炔及调整氧气，使火焰为中性焰。五、火焰加热淬火的操作步骤8)工作完后，先关氧气，再关乙炔，等熄灭后再开少量氧气吹出烧嘴中剩余气体，最后再关掉氧气。第二节感应加热淬火工艺参数的选择和感应器的制作方法一、感应加热淬火工艺参数的选择二、感应器的制作方法一、感应加热淬火工艺参数的选择3Z2.eps1.感应加热淬火方法(1)同时加热淬火法将工件上需要加热表面的整个部位置于感应器内，一次完成加热，然后直接喷水冷却或将工件迅速置于淬火槽中冷却。(2)连续加热淬火法即加热和冷却同时进行，前边加热后边冷却。2.淬火温度和加热速度的选择

5、一、感应加热淬火工艺参数的选择表3-1表面淬火工艺(喷水冷却)一、感应加热淬火工艺参数的选择表3-1表面淬火工艺(喷水冷却)一、感应加热淬火工艺参数的选择3.淬硬层深度的确定4.感应加热设备的选择(1)表面淬火电流频率的选择为保证工件表面淬火层的质量，应使电流的热透入深度热大于所要求的淬硬层深度，即采用较低的频率来满足热，以使淬火层内同时发热而达到比较均匀的温度。(2)设备输出功率的选择由于感应加热是利用感应器将电源能量传递给工件，一、感应加热淬火工艺参数的选择而使位于感应器内的那段工件受到加热的。一、感应加热淬火工艺参数的选择表3-2按工件淬硬层深度确定的电流频率表3-3感应加热设备的比功率

6、和允许的最大加热面积5.感应加热电参数的确定与调整一、感应加热淬火工艺参数的选择(1)高频感应加热淬火设备电参数的确定与调整高频感应加热淬火设备主要的电参数是阳极电压(U阳)，阳极电流(I阳)，栅极电流(I栅)和槽路电压(U槽)。(2)中频感应加热淬火设备电参数的确定与调整中频感应加热淬火设备工作状态的电参数主要有：发电机负载电压(U负)，负载电流(I负)，输出功率(P输)和功率因数(cos)。6.感应加热后的冷却(1)喷射冷却淬火介质通过在感应圈或冷却器上许多喷射小孔，喷射到工件加热面上进行冷却的方法。一、感应加热淬火工艺参数的选择(2)浸液冷却零件表面同时加热结束后，立即浸入淬火槽中进行冷

7、却的方法。(3)埋油冷却将感应圈和工件浸没在油中，进行加热和冷却的方法。7.感应加热淬火后的回火(1)炉中回火经浸液冷却或连续加热淬火工件以及薄壁工件等，通常在炉中或油浴炉中进行回火。(2)自回火将感应加热好的工件迅速冷却，但不透冷，利用心部余热对淬火表面“自行”加热，达到回火目的。一、感应加热淬火工艺参数的选择(3)感应加热回火即采用感应加热的方式进行回火的方法。二、感应器的制作方法1.感应器的结构图3-3感应器结构示意图1冷却水管2连接板3汇流板4工件5感应圈二、感应器的制作方法(1)感应圈它是感应器的主要部分，通过感应圈的电流所产生的交变磁场，使工件得到加热。(2)汇流板其主要作用是连接

8、感应圈和连接板，将电流输入感应圈。(3)连接板用于连接汇流板和淬火变压器的输出端接头。(4)冷却水管管内通水用来冷却感应器本身并供应工件淬火冷却水。2.制作和使用感应器应遵循的原则1)应使用电磁能量损耗较小的材料制作感应器，即材料的电阻要小且导热性要好。二、感应器的制作方法2)感应器应制成空心并可通水冷却的构造。3)感应器的几何形状是由工件所需硬化部位的形状、尺寸及选择的加热方式决定的。图3-4常用感应器形状与工件硬化部位的对应关系a)半圆形导轨面b)锥孔内表面c)圆孔内表面d)曲轴轴颈外表面二、感应器的制作方法4)合理应用导磁体是提高热效率，尽量减少磁力线在空间的散失，保证工件淬火质量的重要

9、因素。图3-5导磁体驱流作用示意图二、感应器的制作方法5)避免尖角效应，见图3-6，减小过热倾向，保证零件的均匀加热。图3-6感应加热时的尖角效应a)圆盘状工件b)块规1感应器2工件二、感应器的制作方法6)对零件上两淬火区相邻近，而截面又相差不大的部位进行感应加热淬火时，为保证已淬火部位的边缘不致因相邻部位加热时而回火，使硬度降低，必须在淬火时用屏蔽磁场的方法，见图3-7。图3-7磁屏蔽原理示意图a)铜屏蔽环b)钢屏蔽环1零件2感应器3绝缘垫4屏蔽环二、感应器的制作方法图3-8三联齿轮感应加热顺序示意图二、感应器的制作方法7)制作感应器时，应在保证淬火质量的前提下，采用最简单的结构，使其制作、

10、淬火操作简便。8)为保证均匀加热，对长轴件局部的表面淬火，感应器高度应大于硬化区长度812mm或为硬化区长度的1.051.2倍。9)淬火喷水圈可与感应器制成复合的或单独的。第三节碳氮共渗及氮碳共渗的基本知识一、碳氮共渗二、氮碳共渗一、碳氮共渗1.碳氮共渗同渗碳相比有下列特点1)碳、氮同时渗入，渗层表面具有比渗碳更高的硬度、耐磨性和疲劳强度，同时氮降低了奥氏体形成温度，可以在较高温度下进行共渗，工件不易过热，而且可直接淬火，淬火变形小。2)氮使过冷奥氏体等温转变图右移，使共渗层淬透性提高，同时可以在较缓和的淬火介质中淬火。3)碳氮共渗层一般都较浅，渗层深度通常为0.20.8mm。2.气体碳氮共渗

11、一、碳氮共渗(1)共渗介质气体碳氮共渗介质可分为两大类：一类是渗碳介质+氨，如渗碳气体2%10%(NH3)；苯或煤油30%(NH3)；另一类是含碳、氮的有机化合物，如三乙醇胺、甲酰胺H(ONH2)等。(2)共渗温度目前应用较多的中温碳氮共渗温度为800880。(3)共渗时间共渗温度确定以后，共渗时间根据渗层深度而定。一、碳氮共渗3.碳氮共渗组织和性能二、氮碳共渗3Z3.eps1.氮碳共渗同渗氮相比有以下特点1)氮碳共渗处理的工艺时间短，一般为14h，而气体渗氮长达几十小时。2)氮碳共渗处理获得的相，除含有氮以外，还含有少量的碳(一般wC可达2%4%)，含碳的相具有一定的韧性，因而氮碳共渗所形成

12、的白亮层一般脆性小。二、氮碳共渗3)抗磨渗氮只适用于特殊的渗氮钢，而软氮化不受被处理材料的限制，可广泛用于钢铁材料及粉末冶金材料。4)设备简单，操作方便。2.气体氮碳共渗(1)共渗介质氮碳共渗介质有：尿素、甲酰胺、氨气+渗碳气体、氨气+乙醇等。(2)共渗温度根据Fe-C-N三元相图可知，Fe-C-N三元合金的共析温度为565，共析点的wC为0.35%，wN为1.8%。二、氮碳共渗(3)共渗时间共渗时间根据渗层深度要求而定，一般为16h。3.氮碳共渗组织和性能第四节渗碳、渗氮、碳氮共渗及氮碳共渗的工艺方法一、渗碳的工艺方法二、气体渗氮的工艺方法三、气体碳氮共渗的工艺方法四、气体氮碳共渗的工艺方法

13、一、渗碳的工艺方法1.气体渗碳工艺方法(1)开炉前的准备1)渗碳工件表面不得有锈蚀、污垢、裂纹及伤痕等缺陷。2)工件表面不需要渗碳部分可采用表面镀铜或涂防渗涂料防止渗碳，如其在加工余量范围内，也可于渗碳后切削去除。3)采用滴注式渗碳时，渗碳剂一般是甲醇(形成载气)；煤油或丙酮、醋酸乙酯(形成富化气)，有条件时也可采用发生炉或其他方式的可控气氛渗碳。4)准备好试样和中间试样。一、渗碳的工艺方法(2)渗碳操作1)开炉前参照井式渗碳炉操作规程检查设备。2)根据停炉时间和炉罐情况，对炉罐和挂具进行预先渗碳。(3)装炉方法及注意事项1)材质相同、渗碳层技术要求相同、渗碳后热处理方式相同的工件，放在同一炉

14、生产。2)工件在料筐中要均匀放置，工件间应留有5mm以上间隙，以保证炉内渗碳气氛循环畅通，使渗碳层均匀。一、渗碳的工艺方法3)料筐放入炉内时要垂直摆放，各层料筐应整齐有序且不得有间隙，同时放入中间试棒。4)工件入炉后，将炉盖盖紧，不得有漏气现象。5)在炉罐内实际温度已超过所使用的渗碳剂自燃点后，再滴入渗碳剂，并保持炉内压力为196490Pa，将废气点燃。(4)渗碳工艺规范1)渗碳工艺曲线：井式炉滴注式气体渗碳工艺曲线见图3-9。一、渗碳的工艺方法图3-9井式炉滴注式气体渗碳工艺曲线一、渗碳的工艺方法 升温排气阶段。零件装炉后，炉温大幅度下降，同时还有大量空气进入炉内。因此，本阶段的作用是要使炉

15、温迅速恢复到规定的渗碳温度。同时，要尽快排除进入炉内的空气，防止零件产生氧化。加大甲醇或煤油的滴量可增加排气速度，使炉内较快地形成还原性气氛或渗碳性气氛。如果用煤油排气，滴量只能适当增加，因为这时炉温较低，煤油分解不完全，滴量过大，易于产生大量炭黑。滴量的大小应根据炉子的容积来确定。排气阶段的时间，通常是炉子达到渗碳温度后再延续3050min，以便完全清除炉内的CO2、H2O、O2等氧化脱碳性气体。一、渗碳的工艺方法 渗碳阶段。此阶段的作用是渗入碳原子，并获得一定深度的渗层。这一期间炉温保持不变，炉内压力应控制在1520Pa。渗剂滴量的控制可分为两种方法：一段法(碳势固定不变)，滴量始终保持恒

16、定。其优点是操作简便，缺点是渗速慢，渗层表面碳浓度高，浓度梯度很大。另一种方法是分段法，即前段是强烈渗碳，后段为扩散。前段采用大滴量，维持炉内的高碳势(如wC为1.2%1.3%)，这时工件表面吸收大量的活性炭原子，形成高浓度梯度，以提高渗速。一、渗碳的工艺方法后段采用小滴量，以适当降低炉内碳势，使工件表面的碳逐步向内层扩散，适当降低表面碳浓度，最后获得所要求的表面碳浓度和渗层深度。一、渗碳的工艺方法 降温冷却阶段。在渗碳阶段结束前1h左右，从炉内取出试样，检查渗层深度，确定准确的渗碳时间。当达到要求的渗层深度时，对需要重新加热淬火的零件，随炉降温至860880，然后出炉转入可防止氧化脱碳的冷却

17、室里冷至室温；对直接淬火的零件，随炉降温至810840，均温3060min，然后进行淬火冷却。在以上的降温或均温过程中，应向炉内滴注适量的甲醇或煤油，甲醇滴量可为2040滴/min，煤油可为1020滴/min，炉内压力应控制在50150Pa，以防发生氧化脱碳。一、渗碳的工艺方法2)工件装炉后每30min检查一次渗碳温度、渗碳剂用量及炉内压力。3)对于不同工艺阶段取废气做12次分析，要求渗碳阶段的气体成分符合工艺规定。表3-4渗碳阶段的气体成分(体积分数，%)4)于渗碳阶段取中间试样，渗层深度稍低于技术要求的上限即可开始降温。5)出炉，工件降温至规定温度后出炉。2.固体渗碳工艺方法一、渗碳的工艺

18、方法(1)固体渗碳特点固体渗碳是将工件放在填充粒状渗碳剂的密封箱中进行的渗碳工艺。(2)开炉前的准备工作1)检查加热炉(箱式电阻炉、燃油炉、燃气炉或燃煤炉)和仪表是否正常。2)工件准备，参照气体渗碳工艺规程。3)渗碳剂的配制 渗碳剂的选用以木炭为主(质量分数为85%90%)，木炭颗粒大小最好在38mm内。可筛子筛选获得粒度符合要求的木炭。一、渗碳的工艺方法 为加速渗碳过程，可在渗碳剂中加入少量的BaCO3或Na2CO3(质量分数为10%15%)，渗碳剂中水的质量分数不得超过5%。 渗碳剂的配制方法：首先将已称好并经过筛选的木炭倒入水中搅拌，此时砂子、玻璃碴子等都沉入水底。将木炭捞出，趁半干半湿

19、状态将预先按比例称好BaCO3的用水稀释后均匀地撒在木炭上，经机械的均匀混合，BaCO3便非常牢固、均匀地吸附在木炭上。再经烘干或晒干后，含水量(质量分数)小于5%即可使用。4)安放试样一、渗碳的工艺方法 炉前试样两件，插入渗碳箱里，建议试样见图3-10。图3-10炉前试样一、渗碳的工艺方法 炉后试样数件，在每箱放一件以上，尺寸10mm(3050)mm，材料与工件相同。5)防渗措施，参照气体渗碳工艺规程。6)装箱 根据工件尺寸和批量选择渗碳箱，一般采用铸铁件或低碳钢板焊制而成，不应漏气。 工件摆放应保持一定间距(见表3-5)。表3-5工件摆放间距一、渗碳的工艺方法 装箱程序，先在箱底撒一层30

20、40mm渗碳剂并捣固，然后摆放工件(注意试样放在有代表性的地方)，再撒渗碳剂并捣固，依次装箱后加盖，插入炉前试样两件，最后用熟料耐火泥密封、晾干。7)装炉时注意事项 为了加速渗碳和装、出炉省力，装炉时箱底应垫上2530mm的辊子。 渗碳箱装炉不高于渗碳温度。 渗碳箱装炉时应注意箱子之间以及箱子与炉壁、炉门之间应留有适当距离。(3)渗碳工艺规范一、渗碳的工艺方法1)渗碳工艺曲线，见图3-11。图3-11固体渗碳工艺曲线一、渗碳的工艺方法2)渗碳保温时间应根据要求的渗碳层深度而确定。(4)操作程序1)按工艺曲线将空炉升温到工作温度。2)到温后将渗碳箱装入炉内。3)等炉温恢复到工作温度时开始计算保温

21、时间，到保温时间结束之前60min和30min先后把插在箱内的试样钳出来，直接淬火后打断。4)渗碳箱出炉后，应空冷至500以下方可开箱取出工件空冷。5)渗碳后补充处理 为消除网状碳化物，渗碳后可进行正火处理。一、渗碳的工艺方法 为改善加工性能，对于硬度大于30HRC的渗碳件可进行退火或高温回火处理。二、气体渗氮的工艺方法1.渗氮工件的工艺流程1)一般工件渗氮工艺流程：粗加工预先热处理半精加工渗氮精磨。2)细长件、形状复杂等易变形件和高精度工件渗氮工艺流程：粗加工预先热处理半精加工去应力退火半精磨渗氮精磨。3)渗氮工件常用钢材及硬化层要求：见表3-6。表3-6渗氮工件常用钢材及硬化层要求二、气体

22、渗氮的工艺方法4)要求心部有一定强度和冲击韧度的重要渗氮工件，渗氮前应进行调质处理，一般渗氮工件只作正火处理。5)主轴等重要工件渗氮前，表面粗糙度应不高于Ra1.6m。2.渗氮前的准备工作1)检查工件的精磨量及各部位尺寸是否达到工艺要求。2)经过控伤或宏观检查，工件表面不得有裂纹、凹痕、碰伤、尖角毛刺及变形等缺陷。3)用汽油和酒精清洗工件表面，不许有锈蚀、油污、脏物存在。4)工件的非渗氮面应采用镀锡或涂料防止渗氮。二、气体渗氮的工艺方法5)装炉前检查设备、电系统、管道、氨气分解测定仪及控制仪表等，保证正常使用。6)液氨的含水量(质量分数)应小于1%。7)检查储水筒是否灌满水。8)装炉前应用压缩

23、空气吹去管道中的积水和脏物，检查进气管小孔是否堵塞。9)检查渗氮吊具是否牢靠，使用时不许超载，如有脏物或氧化皮应清除。10)装炉时，操作人员必须戴上干净手套。11)试样应打号并分区挂入炉内，为保证质量还可放入中检试样，在渗氮过程中抽检。二、气体渗氮的工艺方法12)工件入炉应垂直徐徐下降，勿使工件碰撞渗氮罐。13)装炉的试样应进行和工件相同的预先热处理，其试样表面粗糙度也应和工件相同。图3-12等温渗氮工艺曲线二、气体渗氮的工艺方法3.渗氮工艺规范1)等温渗氮工艺用于要求渗氮层深度硬度高、梯度小、变形小的精密工件，工艺曲线见图3-12。2)二段渗氮工艺适用于一般渗氮工件，可以减少渗氮时间，增加渗

24、氮层深度，工艺曲线见图3-13。3)耐蚀渗氮工艺可使普通碳钢得到良好的耐蚀性能，工艺曲线见图3-14所示。图3-13二段渗氮工艺曲线二、气体渗氮的工艺方法图3-14耐蚀渗氮工艺曲线二、气体渗氮的工艺方法4.操作要点1)渗氮操作应严格按工艺曲线进行，渗氮温度以罐内温度为准。2)升温前先通气、排气，排气时氨的流量应比使用时大一倍以上，随着炉内空气的减少，可边升温边排气，但应在150以内排完。3)排气过程中，可用pH试纸(试纸用水浸湿，遇氨气变蓝色)或盐酸棒(玻璃棒沾盐酸，遇氨气有白烟出现)检查炉罐及管道有无漏气情况，漏气严重时应及时处理。4)用氨分解测量仪测量氨分解率。二、气体渗氮的工艺方法5)炉

25、温达到500调节氨流量，使氨分解率达到18%25%，开始计算保温时间。6)通过调整供氨量可以控制氨分解率，加大氨流量，分解率就减少；减少氨流量，分解率就加大。7)在渗氮阶段，每30min测量一次分解(测定时炉气进入测定仪内应保持3060s才可测量)。8)在深井渗氮炉的升温过程中，应使炉内上、中、下部温差在20以内，保温过程中的温差则应在5以内。9)为降低渗氮层脆性，在渗氮结束前23h进行退氮处理。二、气体渗氮的工艺方法10)工件出炉时应避免碰撞，对细长及精密工件应吊挂冷却。5.渗氮过程中异常现象产生原因及处置方法1)渗氮温度不变，氨分解率突然升高，此时压力减小的主要原因是： 氨气瓶中氨气接近用

26、完，炉内通氨量趋近于零。需立即更换新氨气瓶。 氨气瓶瓶口结霜，需用热水把瓶口浇开，保证氨气畅通。 冒泡瓶无泡。除上述原因外，应分段检查供氨系统管路是否堵塞。二、气体渗氮的工艺方法2)氨分解率不在工艺规范之内，其主要原因是： 若测量仪表失灵，应及时修复仪表。 氨流量不适宜或装炉量太大，降低了氨的流畅；或渗氮罐长期使用产生老化，在表面生成氧化铁脱落催化氨的分解。为避免该现象应在渗氮罐使用35炉后，对渗氮罐进行650以上、保温6h的去氮处理，并清理渗氮罐的内壁，使渗氮罐延期老化。3)重复渗氮要求 由于渗氮温度偏低，致使渗氮层渗氮不足时，可重新渗氮。 由于渗氮层浅，造成硬度不足时，可重新渗氮。二、气体

27、渗氮的工艺方法 渗氮层脆性超过3级可重新作退氮处理，降低脆性。 由于温度过高，造成渗氮层不足时，不能重新渗氮，如重渗必须将渗氮层磨掉。4)渗氮后工件的变形量应在最后精磨余量内，一般应小于或等于0.05mm，如有超过可进行热校直，但校直后必须进行去应力处理。三、气体碳氮共渗的工艺方法1.气体碳氮共渗2.设备3.开炉前的准备4.碳氮共渗操作(1)装炉装炉和操作与气体渗碳相同。(2)碳氮共渗1)一般工件的碳氮共渗工艺曲线见图3-15。图3-15碳氮共渗工艺曲线三、气体碳氮共渗的工艺方法 排气。目的是使炉内气氛恢复到工艺规定的要求。 保温。目的是使炉内工件温度均匀。保温时间一般为40min到1h。三、

28、气体碳氮共渗的工艺方法 共渗温度。生产上共渗温度一般为800880。对于碳钢和低合金钢，多采用840860，在此温度内不致晶粒长大，变形小、渗速适当，并可共渗后直接淬火。而对于尺寸较小，形状复杂，变形要求较严格的薄壁耐磨件，可在较低温度(700780)下进行短时间碳氮共渗，经直接淬火后，表面得到含氮马氏体和一定量的残余奥氏体，使渗层具有高硬度、高耐磨性和一定的韧性，其心部保留一定量的铁素体，又具有良好的塑性。三、气体碳氮共渗的工艺方法 共渗时间。在一定的温度下，共渗时间主要取决于渗层深度要求和所用的共渗介质，应按式(3-6)估算。实际生产中，由于影响共渗时间的因素很多，故应通过检查随炉试样的渗

29、层深度，来确定时间。 共渗剂用量。共渗剂用量根据工件装载量和表面积大小等因素进行调整。采用甲醇、煤油和液氨共渗时，共渗剂用量见表3-7。表3-7采用甲醇、煤油和液氨碳氮共渗时的共渗剂用量三、气体碳氮共渗的工艺方法2)工件装炉后每30min检查一次共渗温度、共渗剂用量及炉内压力。3)共渗20min取气分析，气体成分应符合工艺规定，见表3-8。表3-8碳氮共渗时的气体成分(体积分数，%)4)共渗完毕后，工件出炉直接淬火。四、气体氮碳共渗的工艺方法1.气体氮碳共渗2.设备3.准备工作1)检查炉罐、管道、料筐、吊具、渗剂、供给系统是否完好。2)准备好渗剂。3)开炉升温，检测炉罐实际温度和温度分布，校正

30、仪表指示值。4)用酒精(或汽油)或其他洗涤剂清洗零件及吊筐、吊具。5)按工艺要求的数量准备好试片。四、气体氮碳共渗的工艺方法4.操作要点1)工艺曲线见图3-16。图3-16气体氮碳共渗工艺曲线2)空炉升温到温后，再均温一段时间，然后装炉，封炉后继续升温，同时排除炉内空气，四、气体氮碳共渗的工艺方法时间的长短应视炉罐的大小而定，一般为2060min。3)在炉温到达工艺温度后，排气可以点燃，并开始计算保温时间。4)一般工件出炉后可在空气中冷却。5)不同材料气体氮碳共渗达到技术条件见表3-9。四、气体氮碳共渗的工艺方法表3-9气体氮碳共渗技术条件第五节表面改性热处理训练实例 训练1按工艺对工件进行感

31、应加热和火焰加热淬火操作1.工件情况及技术要求分析2.编制热处理工艺规范3.热处理工序操作1. 20Cr花键套渗碳、淬火处理2. 38CrMoAlA钢机筒渗氮处理3. 45钢机床齿条氮碳共渗处理 训练1按工艺对工件进行感应加热和火焰加热淬火操作技术要求1. GQ408滚道表面感应加热淬火，硬度5863HRC，淬硬层深度35mm2.右端20mm20mm方头火焰淬火，硬度4045HRC图3-17GCr15钢制滚珠丝杆1.工件情况及技术要求分析2.编制热处理工艺规范(1)滚道中频淬火工艺规范1)设备：中频淬火采用国产DGF-CI02型中频淬火机床(设备额定功率：100kW，额定电压：750V，电流频

32、率：2500Hz)。2)热参数选择：回火采用油浴回火炉(可选SY89-103 400mm3000mm)或台车式烘箱(GFC-70 4000mm1000mm1500mm)，中频淬火温度：860880，淬火介质：质量分数为10Na2CO3水溶液，回火温度：160180，保温时间：大于或等于4h，空冷。3)电参数选择：根据中频淬火电参数选择方法及试棒工艺实验，丝杆滚道淬火可按表3-10选择电参数。2.编制热处理工艺规范(2)方头火焰淬火工艺规范1)设备：火焰淬火选用单头喷头的氧乙炔烧嘴，氧气瓶乙炔气瓶、滚轮。2)工艺参数：淬火温度：930940，淬火介质：质量分数为5%10Na2CO3水溶液，回火温

33、度380400，保温时间：0.51h。表3-10丝杆滚道淬火电参数选择3)滚道淬火与方头淬火的安排：由于方头淬火多采用中温回火，滚道淬火后采用低温回火，2.编制热处理工艺规范为避免因中温回火造成滚道硬度降低，所以热处理工序安排应为：方头淬火中温回火滚道淬火低温回火。3.热处理工序操作(1)准备工作1)对工件进行检查：钢材牌号、尺寸、数量是否与工艺卡相符；清理检查工件表面，不允许有油污、砂眼、气孔、裂纹等缺陷，对感应淬火部位表面不允许有明显刀痕、折叠。2)检查热处理设备：中频淬火机床电气部件运行应正常，火焰淬火所用氧乙炔钢瓶、气管及喷嘴连接无漏气，电气仪表、压力表无异常。3)检查工装夹具及起吊设

34、备：火焰淬火滚轮滚动平稳，工件回火吊具无破损或裂纹。(2)方头火焰淬火回火操作3.热处理工序操作1)将工件平稳放置于滚轮上，推动滚轮能保证工件均匀旋转。2)打开氧气阀门，减压阀及喷嘴开关，吹出管路中不纯气体后关闭喷嘴开关，把压力控制在0.20.4MPa之间。3)打开乙炔气阀门，减压阀开关，将压力控制在0.050.12 MPa之间。4)打开喷嘴乙炔管路点火开关，开少量乙炔气体点燃,再逐步调整喷嘴乙炔管开关加大流量；打开喷嘴氧气管开关,通入氧气,将火焰调整至中性焰。3.热处理工序操作5)推动滚轮使工件均匀旋转,将喷嘴固定在方头侧面,保持火焰心离工件10mm处,使工件方头均匀加热，见图3-18。图3

35、-18方头的火焰加热示意图3.热处理工序操作6)加热1020s,注意观察方头加热火色,估计温度,当温度达到900左右时,停止加热,打开冷却喷水开关进行方头淬火，注意工件在加热、冷却过程中保持平稳旋转。7)方头冷却至100以下时,从滚轮上取下工件,摆放另一工件进行方头火焰加热、淬火。8)工件淬火后,先关闭氧气,再关闭乙炔气,待熄火后,再以氧气冲洗烧嘴中的余气，关闭喷水开关。9)将经过火焰淬火的批量丝杆用多头吊具垂直吊挂(注意方头朝下)，垂直浸入硝盐炉中回火(浸入深度大于方头的高度即可)。3.热处理工序操作10)将按工艺进行回火的工件冷却至室温，清洗后转至中频淬火机中进行滚道淬火。(3)滚道中频感

36、应淬火、回火操作1)开机前准备 检查电动机轴承润滑情况，根据设备说明书按要求适当添加2号低温润滑脂和22号透平油。 检查各电柜内触点是否正常。 合上总电源开关，起动水泵，调节电动机与电容器柜，冷却水压力在0.20.3MPa，水量约为2.6m3/h。2)起动电动机组3.热处理工序操作 选择好起动转换开关的“手动”或“自动”位置，全压起动时间为20s，电动机由冷态起动，允许连接二次；若为热态起动，只允许一次。 手动起动。按“起动按钮”，电动机开始起动，当起动电流指针逐步下降至接近电动机额定电流时，再按“运转按钮”，电动机开始正常运转。 自动起动。按“起动按钮”，电动机开始起动，同时时间继电器开始工

37、作，当时间继电器触点闭合时，起动柜交流接触器自动接通，电动机开始正常运转。 机组起动完毕后，检查机组的振动情况，上下轴承的运转声音及电动机的空载电流是否正常。3.热处理工序操作3)电动机控制台调节 内控制台调节。将中频电压调整到最小位置，按“压励磁按钮”，逐步调整中频电压至机组额定电压750V。再控制台转换开关拨至“外调”位置。 外控制台调节。在淬火变压器调整压比至22/1，次极线圈接头装好感应器，接通内循环冷却水，在机床上装夹好工件，方可进行外控制柜调节。4)调整电容开关，按工艺试验数据加载电容，确保功率因数大于或等于0.9。5)淬火操作 起动“旋转按钮”，使工件按工艺要求进行旋转。3.热处

38、理工序操作 起动“移动按钮”，调整至工艺要求淬火速度。当感应器移动至滚道起始端时，按“加热按钮”，调整“功率旋钮”至80kW，打开“冷却水开关”，对工件滚道进行加热、冷却。 当工件滚道连续加热、冷却至结尾端时，切断加热开关；当喷水器继续移动至工件滚道结尾端时，按切断“移动按钮”，使滚道尾端继续定点冷却一段时间(温度低于100)后切断“冷却水开关”和“工件旋转开关”。 取下工件，控制感应器移动至起始端，对另一件工件进行淬火。3.热处理工序操作6)全部工件淬火后，将中频机组停机。 缓慢将中频发电机“电压调整旋钮”调到最小位置，再切断中频电动机的励磁电流。 切断负控柜内“负控开关”。 按下起动柜上“

39、停止按钮”，切断机组电源。 切断机组电源后1h后才能关闭中频机组冷却水，使其充分冷却。 关闭总电源，进行设备检查、保养，填写工艺记录。7)用多头吊具将工件垂直吊起，垂直放入回火设备中，按工艺要求进行回火操作。3.热处理工序操作8)对回火后空冷至室温的工件进行清洗，检查其滚道和方头部位硬度。 训练2按工艺对工件进行渗碳、渗氮、氮碳共渗操作1. 20Cr花键套渗碳、淬火处理(1)工件外形及技术要求见图3-19。(2)根据工件技术要求编制热处理工艺路线及工艺规范1)20Cr花键套热处理工艺路线：渗碳检查机加工淬火回火检查。2)工艺规范 工艺曲线见图3-20。 渗碳处理选用设备、工装夹具及操作注意事项

40、。渗碳处理选用RQ3-75-9井式气体渗碳炉。渗碳剂选用煤油和甲醇同时直接滴入炉膛。工件批量进炉，工装夹具选用多层托架(见本书第七章第三节：井式炉常用工装夹具)，注意工件间隙应大于或等于5mm。1. 20Cr花键套渗碳、淬火处理图3-1920Cr花键套外形及技术要求1. 20Cr花键套渗碳、淬火处理1.渗碳层深度：1.82.2mm2.硬度：5863HRC3.组织为针状马氏体图3-2020Cr花键套渗碳、淬火工艺曲线1. 20Cr花键套渗碳、淬火处理 淬火、回火加热设备、工装夹具及操作注意事项。淬火选用DM-80-9中温盐浴炉加热，铅丝捆扎竖直入炉淬火加热，淬火介质为油。根据炉膛大小(340mm

41、400mm600mm)每炉装45件，工件间隔为2030mm。(3)操作过程1)渗碳操作：见本书第三章第四节渗碳的工艺方法。2)淬火、回火操作 装炉前，检查工件外观、尺寸、钢号与工艺卡是否相符，工件表面无伤痕；检查加热设备、测温仪表工作是否正常；检查工装夹具有无坏损。1. 20Cr花键套渗碳、淬火处理 注意劳保用品穿戴，工件入炉前必须充分预热，去除水分。 按工艺规范及操作注意事项装炉，注意工件在设备中加热温度及保温时间。3)检查：采用洛氏硬度计检查渗碳淬火部位硬度，用金相法检测其渗碳淬硬层深及金相组织是否符合要求。2. 38CrMoAlA钢机筒渗氮处理(1)工件外形及技术要求见图3-21。技术要求1.渗氮：硬度：940HV，深度：0.40.6mm,脆性：2级，径向圆跳动0.10mm2.轮缘上四通孔防渗氮图3-2138CrMoAlA钢机筒外形及技术要求2. 38CrMoAlA钢机筒渗氮处理(2)根据技术要求编制热处理工艺规范及操作注意事项1)渗氮设备：选用RN-i40-6k井式渗氮炉(工作区尺寸：800mm3500mm)，氨气作渗剂。2)工装夹具：选用700mm3000mm吊框(见本书第七章第三节：井式炉常用工装夹具)，工件间隙应大于或等于5mm