常用金属材料及其热处理

1、常用金属材料及其热处理一、金属材料热处理节能新技术的应用（一）加速化学热处理过程的催渗方法第一，物理催渗法，利用改变温度、气压，或利用特定的物理场 （等离子场、真空、高频、电磁场等），加速渗剂的分解，活化工件表 面，提高吸附和吸收能力，加速渗入元素的扩散等。常用高温化学热 处理，高压或负压化学热处理，高频化学热处理，采用弹性振荡加速。 第二，化学催渗法，主要有卤化物催渗法、提高渗剂活性的催渗方法。 在渗剂中加入一种或几种化学试剂或物质，促进渗剂的分解，去除表 面钝化膜，改善工件表面活化状态，提高渗剂活性和增加活性原子的 浓度，从而提高渗入能力，改善渗层质量。（二）采用真空热处理技术在技术和条件

2、成熟的情况下，如果将金属材料构件热处理工艺放 在真空中进行，不仅可以实现低压渗碳等金属材料表面处理工艺，而 且可以在表面处理工艺结束后直接进行高压气淬，这样一来就可以大 大减少金属材料热处理工作时间，进一步就可降低能源消耗，实现节 能目的。从目前技术来说，绝对真空是无法做到的，金属材料真空热处理 技术一般在低于10Pa的环境中就可达到理想的效果。在该环境下， 金属材料表面处理工艺对金属性能影响也相对较小，同时，也避免了 材料变形、产生气孔等问题，是比较理想的高清洁度、高柔性金属材 料热处理方法。该方法已在一些材料热处理工艺中得到应用，并取得 了比较好的效果。（三）采用振动时效处理技术当金属材料

3、进行热处理后，由于工艺和环境条件制约，难免会在 金属材料内部留下微小裂纹、热残余应力等缺陷，如果不进行正确处 理，轻则影响金属材料在使用过程中的寿命，重则使该材料损伤乃至 不合格，需要重新进行加工处理，造成资源浪费，无法达到节能目的。 而振动时效处理技术就是针对这一问题，消除金属材料在热处理过程 中产生的热残余应力等缺陷，从而避免重复热处理，实现节能。一般 情况下，振动时效处理技术可以直接节省电能20%左右，进而节省燃 料资源40%左右。（四）改善热处理设备材料，提高能源循环利用目前，我国绝大多数热处理厂使用的热处理设备材料均是普通材 料，这样的材料不仅导热性能差，保温隔热性能更是无法保障。这

4、就 要消耗更多能量来维持金属材料热处理工序，必然导致了不必要能耗。 如果采用陶瓷纤维等隔热和保温性能良好的材料来代替普通材料，在 节能方面一定可以取得比较好的效果。同时，在废热处理上，传统热 处理工艺并没有将其很好地利用，而是直接排放到外部环境。如果用 换热管等装置将其回收利用，用来对炉子进行预热，那么将会大大提 高能源利用率，从而达到节能的目的。二、金属材料先进化学热处理技术及应用（一）金属材料低温快速渗碳或碳氮共渗技术低温快速渗碳或碳氮共渗技术是适用于低温快速渗碳或碳氮共 渗的节能新技术。该技术只需利用催渗剂进行适当的工艺调整即可。 低温快速渗碳或碳氮共渗技术的核心是通过在渗碳气氛中添加微

5、量 的催渗剂，使丙烷、丙酮、煤油等渗碳介质在气氛中产生部分活性高 的正四价的碳离子，在奥氏体中扩散阻力小、扩散速度快。可减少变形，减少产品晶粒粗化倾向，使本质粗晶粒钢渗碳直接 淬火后的马氏体级别得到一定控制，显著节约能量，合理利用价格便 宜的本质粗晶粒钢，提高零件的强度和韧性，进一步延长设备及其耐 热元件寿命。在同样工艺温度下，低温快速渗碳或碳氮共渗技术可显著减少工 件在高温阶段的保持时间，防止氧化和脱碳，节约电费，提高生产效 率，减少变形。低温快速渗碳或碳氮共渗技术还可以提高渗碳或碳氮 共渗气氛中碳的活性，减少炭黑，延长氧探头寿命。（二）金属材料表面金属碳化物扩散覆层技术金属碳化物扩散覆层技

6、术是在一定的处理温度下将工件置于硼 砂熔盐及其特种介质中，通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳、 氮原子产生化学反应，在工件表面扩散而形成一层几微米至二十余微 米的钛、铌、铭、钒等金属碳化物层。这在一定程度上能够进一步提高金属表面的抗磨效果，并全面提 高其机械性能，是非常有效的热处理方式。目前在解决冷作模具磨损失效的应用其技术、质量、成本等综合 优势明显。金属碳化物扩散覆层适合于磨损失效、在常温下工作的工 件。由于模具表面硬度大大提高，全面解决磨损、拉毛等现象，同等 工况下，使用寿命平均提高十倍以上。由于扩散覆层与基体冶金结合， 表现出最优异的抗剥离性，可反复处理，论工件形状如何，都能形成 均匀的被覆层，处理过程中模具变形较小;被扩散覆层后的表面粗糙 度与处理前大致相同，若母材表面加工光滑，扩散覆层处理后可直接 使用。三、结语综上所述，随着我国工业生产