表面熱處理是指材料在固態(tài)下,通過加熱、保溫和冷卻的手段,改變材料表面的化學(xué)成分與組織,獲得所需性能的一種金屬熱加工工藝。以下是六種表面熱處理方法。
表面淬火
通過不同的熱源對工件進(jìn)行快速加熱,當(dāng)零件表層溫度達(dá)到臨界點(diǎn)以上(此時工件心部溫度處于臨界點(diǎn)以下)時迅速予以冷卻,這樣工件表層得到了淬硬組織而心部仍保持原來的組織。工業(yè)上應(yīng)用最多的為感應(yīng)加熱和火焰加熱表面淬火。
化學(xué)熱處理
將工件置于含有活性元素的介質(zhì)中加熱和保溫,使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層或形成某種化合物的覆蓋層,以改變表層的組織和化學(xué)成分,從而使零件的表面具有特殊的機(jī)械或物理化學(xué)性能。
接觸電阻加熱淬火
通過電極將小于5伏的電壓加到工件上,在電極與工件接觸處流過很大的電流,并產(chǎn)生大量的電阻熱,使工件表面加熱到淬火溫度,然后把電極移去,熱量即傳入工件內(nèi)部而表面迅速冷卻,即達(dá)到淬火目的。
電解加熱淬火
將工件置于酸、堿或鹽類水溶液的電解液中,工件接陰極,電解槽接陽極。接通直流電后電解液被電解,在陽極上放出氧,在工件上放出氫。氫圍繞工件形成氣膜,成為一電阻體而產(chǎn)生熱量,將工件表面迅速加熱到淬火溫度,然后斷電,氣膜立即消失,電解液即成為淬冷介質(zhì),使工件表面迅速冷卻而淬硬。
激光熱處理
激光在熱處理中的應(yīng)用研究始于70年代初,隨后即由試驗(yàn)室研究階段進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段。當(dāng)經(jīng)過聚焦的高能量密度(10W/cm)的激光照射金屬表面時,金屬表面在百分之幾秒甚至千分之幾秒內(nèi)升高到淬火溫度。
電子束熱處理
電子束表面淬火除應(yīng)在真空中進(jìn)行外,其他特點(diǎn)與激光相同。當(dāng)電子束轟擊金屬表面時,轟擊點(diǎn)被迅速加熱。電子束穿透材料的深度取決于加速電壓和材料密度。