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浅谈热处理表面淬火技术的重要性

时间:2013-11-26 09:48来源:洛阳科诺工业 作者:admin 点击:
      长期运转的机械零件由于早期失效使能源与材料的消耗十分惊人。许多机械零件的失效发生在表面,或者从表面开始。例如,磨损所引起的失效都是发生在零件表面,疲劳引起的失效也是从零件表面开始,逐渐向内部扩展,最后导致断裂。因此,提高零件的表面性能对延长其使用寿命和发挥材料潜力起着重要作用。然而,对大部分零件企图只通过单一处理而获得既有表面的高硬度和耐磨性,又有心部的高强度、韧性和塑性,以符合使用条件〈如磨损工况或疲劳运动)下的需要是十分困难的。即使通过选用高级材料,并通过单一处理也不能使表面和心部的性能兼顾。例如,变速箱齿轮在运行过程中经受冲击和磨损,如选用一般结构钢,经、淬火和回火后有较高塑性和韧性可抗冲击断裂,但结构钢、淬火囚火后齿面的硬度较低,容易磨损和疲劳破坏。许多情况下,采用表面淬火处理能够较理想地解决表面和心部性能要求不一致的矛盾,即既能改善表面强度、硬度和耐磨性,又能保持心部大塑性和韧性。使材料的潜力得到充分的发挥,满足生产技术要求。表面、淬火是利用金属固态相变,通过快速加热方法对零件表面进行淬火。
表面淬火是提高零件承受一定冲击负荷、抵抗磨损和抵抗疲劳的有效方法。
      表面淬火的方法很多,可以有不同的分类方法。
      (1)根据加热时所具有的供热方法
      可以分为:、感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、盐(铅)浴加热表面淬火、电解液加热表面淬火、电接触加热表面淬火、高频脉冲电流感应加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束加热表面淬火、离子束加热表面淬火和太阳能加热表面淬火。
      (2) 根据能量密度
      可以分为:较低能量密度加热和高能量密度加热。
较低能量密度加热包括感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、盐(铅)浴加热表面淬火、电解液加热表面淬火。
高能量密度加热包括电接触加热表面淬火、高频脉冲电流感应加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束加热表面淬火、离子束加热表面淬火和太阳能加热表面淬火。
      (3) 根据能量来源
      可以分为:内热源加热和外热源加热。
      内热源加热包括感应加热表面淬火、脉冲电流感应加热表面淬火。
      外热源加热包括火焰加热表面淬火、盐(铅)浴加热表面淬火、电解液如热表面淬火、电接触加热表面淬火、激光拥热表面淬火、电子柬如热表面淬火、离子柬加热表面淬火和太阳能加热表面淬火。
表面淬火是表面强化处理的一种,它可以充分发挥材料的潜力。例如,许多轴类零件使用碳素结掏钢经过正火或调质预先热处理后具有良好的综合力学性能(即较高的强度和良好的理性、韧性) ,再用表面淬火于摩擦部位(如铀颈)得到高硬度,这样就使表面获得高耐磨性和高疲劳强度。激光表面淬火和电子柬表面淬火可在表面获得非晶态组织,并显著提高零件的瘾劳强度和耐磨性。
      表面淬火的优点:采用局部加热淬火,零件的变形小,特别在采用高能密度(激光或电子柬)加热时,甚至实现无变形淬火z 加热速度快,生产效率高;加热时间短,表面氧化脱碳极微,特别是采用高能密度(激光或电子柬)加热时,几乎没有氧化脱碳现象,故具有高质量;处理费用低,可靠性好,容易实现无公害和省能源。
      感应加热表面淬火后的硬化层分布对零件性能起着f 分重要的影响。为了得到合理的硬化层分布,研究出超音频感应加热.即在250kHz 的高频加热装置中增加r 50~65kHz 的超音频部分,对模数m=3~5 的45 钢齿轮进行表面淬火得到良好的硬化层分布。此外,对模数m=5~7 齿轮,采用双频感应加热津火法,即先用中频电流加热齿轮的齿根和l 齿|词,民用高频电流加热齿顶,淬火后,使整个齿轮获得均匀分布的硬化层。还有采用工频一次加热和中频连续加热结合的双频感应加热,可使1>850mm X 600mm 大型轧辘,获得超过20mm 的均匀分布的硬化层。
      目前,采用感应加热表面淬火来部分代替周期长、能源消耗大的渗碳,此项工艺技术较成熟,已经被许多生产部门所接受。如选用低津通性钢55DTi 、60DTi 和65DTi 制作齿轮,经感应加热高频淬火后获得良好的力学性能,可部分代替汽车、拖拉机厂承受较重负荷的渗碳齿轮。