机械工程材料教学课件作者张文灼第4章.ppt

图4一16 需低温回火的零件 返回 图4一17 火焰加热表面淬火示意图 返回 图4一18 感应加热表面淬火原理及设备 返回 (a)原理图;（b）对圆棒表面淬火;(c)设备实物图 表4 -4 三种感应加热表面淬火的技术指标及应用 返回 图4一19渗碳方法示意图 返回 (a)气体渗碳法小意图:(b)固体渗碳法小意图 图4 - 20气相沉积涂层刀具 返回 （a）小同形状的涂层刀片:(b)装有机夹式涂层刀片的端面铣刀:(c)整体式涂层立铣刀 图4 -21 零件结构中的尖角和棱角设计 返回 图4 - 22 零件结构壁厚的均匀性设计 返回 图4一23 零件的形状结构设计 返回 图4一24 零件的封闭结构 返回 * * 4.8 其他热处理技术 4. 8. 3真空热处理 真空热处理是指在低于1 x 105 Pa(通常是10-1~10 -3 Pa)的环境中进行加热的热处理工艺，包括真空淬火、真空退火、真空回火和真空化学热处理(真空渗碳、渗铬等)等 真空热处理有如下特点:工件不产生氧化和脱碳;升温速度慢，工件截面温差小，热处理变形小;因金属氧化物、油污在真空加热时分解，被真空泵抽出，使工件表面光洁，提高了疲劳强度和耐磨性;劳动条件好。但设备较复杂，投资较高，目前多用于精密工模具、精密零件的热处理 上一页 下一页 返回 4.8 其他热处理技术 4. 8. 4可控气氛热处理 向炉内通入一种或几种一定成分的气体，通过对这些气体成分进行控制，使工件在热处理过程中不发生氧化和脱碳，此工艺过程称为可控气氛热处理 可控气氛热处理的目的是减少和防止工件在加热时氧化和脱碳的倾向，以提高工件表面质量和尺寸精度;另外还可以控制渗碳时渗碳层的含碳量，并且可使脱碳的工件重新复碳。 采用可控气氛热处理是当前热处理的发展方向之一，它可以防止工件在加热时的氧化脱碳，实现光亮退火、光亮淬火等先进热处理工艺，节约钢材，提高产品质量。也可以通过调整气体成分，在光亮热处理的同时，实现渗碳和碳氮共渗。可控气氛热处理也便于实现热处理过程的机械化和自动化，大大提高劳动生产率。 上一页 下一页 返回 4.8 其他热处理技术 4. 8. 5工件表面的气相沉积 气相沉积技术是利用气相之间的物理、化学反应，在各种材料或制品表面沉积单层或多层金属或化合物的薄膜涂层，从而使材料或制品获得所需的各种优异性能 气相沉积技术是利用气相中发生的物理、化学反应，生成的反应物在工件表面形成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。气相沉积按其过程本质不同分为化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PV D)两类 1.化学气相沉积(CVD) 化学气相沉积是将工件置于炉内加热到高温后，向炉内通入反应气(低温下可气化的金属盐)，使其在炉内发生分解或化学反应，并在工件上沉积成一层所要求的金属或金属化合物薄膜的方法。 上一页 下一页 返回 4.8 其他热处理技术 碳素工具钢、渗碳钢、轴承钢、高速工具钢、铸铁、硬质合金等材料均可进行气相沉积。化学气相沉积法的缺点是加热温度较高，目前主要用于硬质合金的涂覆。 2.物理气相沉积(PVD) 物理气相沉积是通过蒸发或辉光放电、弧光放电、溅射等物理方法提供原子、离子，使之在工件表面沉积形成薄膜的工艺。物理气相沉积包括蒸镀、溅射沉积、磁控溅射、离子束沉积等方法，因都是在真空条件下进行的，所以又称真空镀膜，其中离子镀发展最快 进行离子镀时，先将真空室抽至高度真空后通入氨气，并使真空度调至1一10 Pa，工件(基板)接上1一5 kV负偏压，将欲镀的材料放置在工件下方的蒸发源上，当接通电源产生辉光放电后，由蒸发源蒸发出的部分镀材原子被电离成金属离子，在电场作用下，金属离子向阴极(工件)加速运动，并以较高能量轰击工件表面，使工件获得需要的离子镀膜层 上一页 下一页 返回 4.8 其他热处理技术 3.气相沉积技术的应用 CVD法和PV D法在满足现代技术所要求的高性能方面比常规方法有许多优越性，如镀层附着力强、均匀、质量好、生产率高、选材广、公害小，可得到全包覆的镀层，能制成各种耐磨膜(如TiN , TiC等)、耐蚀膜(如Al, Cr, Ni及某些多层金属等)、润滑膜(如MoS,、WS,、石墨、CaFz等)、磁性膜、光学膜等 另外，气相沉积所适应的基体材料可以是金属、碳纤维、陶瓷、工程塑料、玻璃等多种材料。因此，在机械制造、航空航天、电器、轻工、原子能等方面应用广泛。例如，在高速工具钢和硬质合金刀具、模具以及耐磨件上沉积TiC , TiN等超硬涂层，可使其寿命提高几倍，气相沉积涂层刀具如图4 - 20所示 上一页 返回 4.9 热处理条件、工艺位置安排及方贵选择 在零件的生产加工过程中，热处理被穿插在各个冷热