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常用表面處理及熱處理

發(fā)布時(shí)間：2024-09-25 瀏覽次數(shù)：43555次

1. 表面處理方法

通過表面處理提高表面層硬度, 或在表面行成耐磨及耐蝕的合金或化合物, 不改變?cè)形镔|(zhì)性質(zhì), 但用另一表面取代原有表面.以下為三種常見的表面涂覆方法:

熱噴涂 (熔射): 將噴涂材料熔融, 通過高速氣流/火焰流/等離子焰流使其霧化, 噴射在基體表面上形成覆蓋層.涂層材料和基體材料非常廣泛, 金屬及其合金/塑料/陶瓷/及復(fù)合材料均可.
電鍍: 相當(dāng)經(jīng)濟(jì)地給基體材料鍍上多種金屬. 鍍層厚度易控制, 基體材料不加熱, 熱變形小.

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沉積法: 依靠有機(jī)金屬化合物的分解, 環(huán)境與基體表面間熱力學(xué)的勢(shì)差或真空中蒸氣凝聚行成薄的覆蓋層.可以準(zhǔn)確控制覆蓋層的厚度和成分, 可以形成復(fù)合(多層)覆蓋層.

金屬表面鍍層處理 (耐蝕)

名稱	優(yōu) 點(diǎn)	缺點(diǎn)	厚度
鍍鋅	1.在干燥空氣中比較穩(wěn)定, 不易變色 2.腐蝕后生成氧化物或碳酸鋅薄膜, 可防止鋅繼續(xù)氧化 3.鍍鋅成本低, 加工方便, 效果良好	1. 在酸/澗及硫化物中極易受腐蝕 2. 不宜在摩擦件的鍍層	0.007~0.01 0.01~0.02 0.02~0.05
鍍鉻	1.在潮濕/澗/硫化物及有機(jī)酸中非常穩(wěn)定 2.鍍層附著力強(qiáng),硬度高HV800~1000,耐磨性好 3.光反射性強(qiáng)(裝飾美觀)及耐熱性較高	1.鍍層硬/脆容易脫落,具有多孔性 2.在鋼鐵件表面直接鍍鉻防腐是不合理的,應(yīng)為多層(鍍銅->鎳->鉻)	0.001~0.007 0.02~0.06 0.06~1.0
鍍銅	1.具有較高導(dǎo)電性, 與基體結(jié)合牢固 2可做其它電鍍底層,防止?jié)B碳的保護(hù)層 3.常用軸瓦上減少摩擦及作裝飾用	1.在空氣中不太穩(wěn)定易于氧化 2.具有正電位,不能很好防護(hù)其它金屬不被腐蝕	0.01~0.03 0.02~0.2
鍍鎳	1.穩(wěn)定性好,不易變色,具有很好耐腐蝕性 2鍍層硬度高,易于拋光,有較高光反射性,美觀	1.具有多孔性 2.價(jià)格比較貴,多采用銅錫合金代替	0.01~0.02
鍍錫	1.較高的化學(xué)穩(wěn)定性,硫化物對(duì)錫不起作用,其化合物無毒 2.焊接性很好		0.01~0.02

備注: 金屬表面處理防腐蝕另有發(fā)黑處理.

2.熱處理方法

根據(jù)熱處理的溫度要求分為 :

鋼的熱處理

方法	說明	應(yīng) 用
退火	將零件加熱臨界溫度保溫一段時(shí)間后,緩慢冷卻(一般采用爐冷)	用來消除零件內(nèi)應(yīng)力, 降低硬度便于加工, 細(xì)化晶粒, 改善組織, 增加韌性
正火	將零件加熱到臨界點(diǎn)溫度以上, 保溫一段時(shí)間后用空氣冷卻, 速度比退火快	常用于低碳鋼及中碳鋼零件, 使其組織細(xì)化, 增加強(qiáng)度與韌性, 減少內(nèi)應(yīng)力, 改善切削性能
淬火	將零件加熱到臨界點(diǎn)溫度以上, 保溫一段時(shí)間后用鹽水/水或油急速冷卻下來	用來提高零件的硬度和強(qiáng)度極限, 但淬火時(shí)會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力使鋼變脆, 所以淬火后必須回火
回火	將零件加熱到臨界點(diǎn)以下溫度, 然后在空氣或油中緩慢冷卻下來	用來消除淬火后脆性和內(nèi)應(yīng)力, 提高鋼的塑性和沖擊韌性
調(diào)質(zhì)	淬火后高溫回火	用來使零件獲得高的韌性和足夠的強(qiáng)度, 大多是比較重要零件經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理
表面淬火	在零件表面加熱后急速冷卻	使零件表層有高的硬度和耐磨性, 而心部保持原有的強(qiáng)度和韌性
時(shí)效	零件加熱一定溫度時(shí), 保持10小時(shí)以上時(shí)間, 隨爐或空氣中緩慢冷卻	用來消除內(nèi)應(yīng)力, 穩(wěn)定組織及尺寸

常用淬火后最高硬度

備注: 括號(hào)內(nèi)數(shù)值為淬火后一般可達(dá)硬度

金屬表面層熱處理及應(yīng)用 (硬度 / 耐磨)

材料	處理方法	處理溫度 °C	特點(diǎn)	備注
鋼鐵	滲碳 (表面淬火)	800~950 隨后淬火	高表面硬度與韌性的心部相結(jié)合	滲碳是將碳擴(kuò)散到基體的低碳鋼中, 可固體滲碳或液體滲碳
	碳氮共滲	720~900 隨后淬火	滲碳提高表面硬度, 氮化增加抗粘附能力	用鹽浴或氣體法把碳/氮擴(kuò)散入表面
	氣體/鹽浴滲氮	500~570	產(chǎn)生高的表面硬度及抗粘附能力	氣體滲氮在含有氨氣的爐內(nèi) 鹽浴滲氮在氯化物或氯化物溶液內(nèi)
	鹽浴軟滲氮	540~600	改善耐磨及耐疲勞性能	鹽浴處理, 加入碳及氮, 在熔液內(nèi)通入空氣, 加速氮化
	硫氰共滲	540~600	抗粘附/耐磨/耐疲勞, 表面硫化層起固體潤(rùn)滑劑作用	在氰化的鹽浴中使碳/氮及硫共滲入基體材料, 加速硫化
	低溫電解滲硫	180~200	硫化鐵產(chǎn)生良好的抗粘附性, 處理溫度低, 變形小	經(jīng)滲碳或淬硬后再在鹽浴中滲硫
	磷化處理	40~100	抗粘附, 有助于磨合, 表面多孔適宜存潤(rùn)滑油	用化學(xué)或電化學(xué)處理產(chǎn)生的無機(jī)鹽轉(zhuǎn)化薄膜
鋁合金	電解沉積	200	適宜與鉻/鎳/鉬/鋼配偶, 磨合好	電解沉積后作擴(kuò)散處理
鋁	轉(zhuǎn)化膜		耐磨/ 耐蝕

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