工程材料与热处理 课件 22表面淬火工艺探究

表面淬火工艺探究目录表面淬火工艺概述0102常用表面淬火工艺0304其他表面淬火方法汇报展示准备01表面淬火工艺概述表面淬火概念与目的表面淬火：仅使钢铁工件的表面得到淬火的一种表面热处理工艺目的：提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部仍具有较高的韧性。表面淬火的常用方法表面淬火对性能的影响：提高表面硬度和耐磨性表面淬火工艺概述表面淬火是一种专注于提升工件表层硬度和耐磨性的热处理技术，通过快速加热并迅速冷却的方式，使工件表面形成硬而耐磨的马氏体组织。感应加热表面淬火利用感应电流产生的热量对工件表面进行快速加热，随后立即冷却，实现表面硬化。此方法适用于中碳钢及中碳低合金钢，广泛应用于齿轮、主轴等零件的表面强化。火焰加热表面淬火将工件暴露在高温火焰下快速加热至淬火温度后喷水冷却，形成硬化层。这种方法设备简单，适合小批量生产或零部件修复，淬硬层深度可达2~8mm。表面淬火对性能的影响：保持心部韧性01心部韧性的重要性在表面淬火工艺中，保持心部的韧性是至关重要的。这确保了工件在承受外部冲击或压力时，内部结构能够提供必要的支撑和弹性，从而避免断裂。03回火工艺的影响回火是表面淬火后的关键步骤，它不仅降低了淬火过程中产生的内应力，还进一步增强了心部的韧性。适当的回火温度和时间对保持心部韧性至关重要。调质处理的作用通过调质处理，可以优化工件的心部组织，使其达到理想的韧性状态。这种预处理步骤对于后续的表面淬火工艺至关重要，它为工件提供了坚实的内部基础。02工艺特点：快速加热与冷却感应加热表面淬火原理利用感应电流通过工件产生的热量，使工件表层迅速加热并快速冷却，实现表面硬化而心部保持韧性，适用于中碳钢和中碳低合金钢零件的表面处理。火焰加热表面淬火特点将工件置于高温火焰中快速加热后立即喷水冷却，形成表面马氏体组织，心部保持不变，适用于小批量生产或零部件维修，设备简单但操作需谨慎。电接触加热表面淬火应用通过电极与工件表面的直接接触产生电阻热，实现局部快速加热和冷却，适用于特定形状和尺寸的零件表面强化，具有高效、节能的特点。02常用表面淬火工艺感应加热表面淬火010203感应加热表面淬火原理利用感应电流通过工件产生的热量，使工件表层迅速加热并快速冷却，实现表面硬化。这种方法能够有效提高工件表面的硬度和耐磨性，同时保持心部的韧性。感应加热表面淬火后组织变化经过感应加热表面淬火处理后，工件表面形成马氏体组织，而心部组织保持不变或转变为回火索氏体。这种组织变化使得工件既具有高硬度的表面，又保持了心部的强韧性。感应加热表面淬火的工程应用感应加热表面淬火广泛应用于中碳钢和中碳低合金钢零件，如齿轮、主轴、曲轴等，用于提高这些零件的表面耐磨性。其加工路线包括锻造毛坯、机械加工、调质处理、感应淬火和低温回火等步骤。感应加热表面淬火感应加热表面淬火原理1—加热感应器

2—进水3—出水4—淬火喷水套5—水6—加热淬火层7—间隙8—工件9—电流集中层10—电流密度感应加热表面淬火工程应用实例齿轮表面硬化技术通过感应加热表面淬火，齿轮的齿面硬度显著提高，耐磨性增强，而心部保持足够的韧性，有效延长了齿轮的使用寿命和承载能力。主轴表面强化处理主轴经过感应加热表面淬火后，其表面形成高硬度的马氏体层，内部则维持良好的韧性，这种“表硬里韧”的特性大幅提升了主轴的抗疲劳性能。曲轴耐磨性提升曲轴采用火焰加热表面淬火工艺，表面快速加热并迅速冷却，形成坚硬的马氏体表层，显著提高了曲轴的耐磨性和抗冲击性，适应高强度工作条件。火焰加热表面淬火火焰加热表面淬火原理火焰加热表面淬火所需设备包括喷嘴、淬火机床和燃烧控制装置。这些设备共同作用，确保工件表面能迅速达到高温并均匀冷却，从而获得理想的硬化效果。火焰加热表面淬火设备火焰加热表面淬火后，工件表面形成马氏体组织，心部保持不变。为降低内应力，通常需进行180~200℃的低温回火，大型工件可采用火焰回火或自回火方式。火焰加热表面淬火后处理火焰加热表面淬火利用氧-乙炔火焰快速加热工件表面至淬火温度，随后喷水淬冷，实现表面硬化。此方法适用于小批生产或零部件维修，设备简单且操作灵活。火焰加热表面淬火示意图组织变化与回火处理表面淬火后的组织变化淬火后进行低温回火是为了降低淬火应力，同时保持高硬度和耐磨性，确保工件在使用过程中的稳定性和耐久性。回火处理的重要性感应加热和火焰加热是两种常用的表面淬火方法，前者适用于批量生产，后者则更适合小批量或单件生产，两者各有优势。感应加热与火焰加热的比较表面淬火工艺使工件表层迅速转变为马氏体，而心部保持原有组织不变，这种差异性的组织转变是实现“表里不一”性能的关键。淬硬组织与深度表面淬火后的组织变化表面淬火工艺使工件表层迅速转变为马氏体，而心部组织保持不变，这种结构差异赋予了零件表面高硬度和耐磨性，同时保持了心部的韧性。硬化层深度的控制通过精确控制加热和冷却过程，可以调整硬化层的深度，以满足不同零件对性能的需求，这一参数对于实现零件的特定功能至关重要。回火处理的重要性表面淬火后的零件通常需要进行低温回火处理，以降低淬火应力并提高材料的韧性，这一步骤是确保零件长期稳定运行的关键。03其他表面淬火方法电接触加热表面淬火电接触加热表面淬火原理电接触加热表面淬火是一种利用电流通过工件产生热量，使工件表面迅速达到淬火温度的工艺。这种方法能够实现快速加热和冷却，从而在工件表面形成高硬度的马氏体组织。电接触加热设备组成电接触加热设备主要由电源、电极和控制系统组成。电源提供稳定的电流，电极与工件接触传递热量，控制系统则负责调节电流大小和加热时间，确保淬火过程的准确性和一致性。电接触加热表面淬火应用电接触加热表面淬火广泛应用于需要提高表面硬度和耐磨性的零件，如齿轮、轴承等。这种工艺方法简单高效，适用于各种形状和尺寸的工件，能够满足不同工业领域的需求。电解液加热表面淬火电解液加热表面淬火原理电解液加热表面淬火具有加热速度快、热效率高、变形小等特点。它能够在不改变心部组织的前提下，显著提高工件表面的硬度和耐磨性，适用于各种形状复杂的零件。电解液加热表面淬火特点电解液加热表面淬火广泛应用于需要高硬度和高耐磨性的零件表面处理，如齿轮、轴承等。这