第四章 表面热处理课件.pptVIP

第四章 表面淬火 什么是表面淬火 表面淬火有何特点 表面淬火主要解决哪些问题 （一）感应加热表面淬火 2、分类（按电源频率） 工频：50Hz，功率密度0.1～100W/cm2； 中频：＜10kHz，功率密度＜ 5 W/cm2； 高频、超高频：20 ～1000kHz，功率密度2 ～10 W/cm2； 一般地：淬火硬化层厚度随感应加热器频率↗而↘； 但感应电流随感应加热器频率↗而↗ ，即表面加热热效率高（易过热）。 应根据工件尺寸和要求的淬硬层深度选择合理的电流频率。 4、感应加热淬火主要工艺因素 感应器（感应线圈） 感应器一般为中空、内通冷却介质的纯铜管制造而成。 5、工艺特点 加热速度快，热效率高达60%以上，生产率高； 产品质量高，工件变形小，不易氧化及脱碳； 易实现批量产品的机械化和自动化，清洁无污染。 设备投资大,不适于复杂形状零件和小批量生产。 6、感应加热淬火举例 45钢曲轴的热处理工艺。 调质处理：淬火加高温回火 淬火加热温度810 ～830℃，回火加热温度560℃， 获得回火索氏体组织 感应加热淬火： 淬火加热温度830 ～870℃，喷水冷却 （二）火焰加热表面淬火 使用火焰燃烧器和冷却喷头实现对金属零件进行表面加热淬火的热处理工艺过程。 燃烧气体：煤气、甲烷气、丙烷气、乙炔气、氢气等； 冷却介质：水、油、合成水溶液等。 * 返 回 下一页 上一页 本章首页 金属热处理原理及工艺 , SMSE,CUMT * 表面－心部不同性能要求，高效率生产 不改变表面化学成分，只改变表面组织 将工件快速加热到淬火温度，然后迅速冷却，仅使表面层获得淬火组织的热处理方法。 ? 工艺要点：用快速加热法，使零件表面层很快地达到淬火温 度（A化），在热量传至内部之前，立即冷却使表 面层淬硬。 ? 材料：中碳钢及中碳合金钢，如40、45、40Cr。 感应加热 ? 分类（加热方法） 激光加热 火焰加热 1、感应加热原理 * 感应电流 --- 涡流 * 集肤效应 * 电流透入深度(δ)与电流频率( f )的关系: 利用电磁感应原理 集肤效应示意图 感应加热表面淬火示意图 零件处于交变磁场（感应线圈产生）中产生感应电流（涡流），从而产生热量（零件阻抗通电流产生的热量）使零件被加热，随后冷却淬火。 ρ—工件电阻率 μ——工件的相对导磁率 f——电流频率 可见： 1）f愈高， δ越小，淬硬层深度越浅。 2） ρ愈大， μ愈小，δ越大。 δ = 10～15mm δ 2mm δ = 0.5～2mm 3、高频感应加热表面淬火后的组织和性能 快速加热时钢的相变特点 1）临界温度升高，转变在较宽的温度范围内完成 2）奥氏体晶粒较细 3）奥氏体成分不均匀 高频感应淬火后的组织 M →M+F →原始组织 高频感应淬火后的性能 硬度比普通淬火高2～3HRC 疲劳强度提高 强度提高 预处理： 表面淬火前，须对零件进行正火或调质处理，以保证零件心部具有良好的综合性能。 硬化层深度的确定： 抗磨损：1～6.5mm 抗疲劳：2～12mm 感应加热淬火温度 由于感应加热速度快，但组织转变又具有热滞后，为使组织转变充分，所以感应加热温度应比常规加热温度提高30～50℃。 后处理： 表面淬火后，一般要对零件进行低温（160～200 ℃）回火处理，以降低淬火应力和脆性。 冷却： 水，油，有机溶液 喷射冷却，浸淬 Ac3 Ac1 T/ ℃ HRC 至表面距离 淬硬层深度 M+F M S回 50％M点