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行快速加熱,當零件表層溫度達到臨界點以上(此時工件心部溫度處于臨界點以下)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)上應用最多的為感應加熱和火焰加熱表面淬火。

化學熱處理。

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成分,從而使零件的表面具有特殊的機械或物理化學性能。

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用研究始于70年代初,隨后即由試驗室研究階段進入生產(chǎn)應用階段。當經(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在真空中進行外,其他特點與激光相同。當電子束轟擊金屬表面時,轟擊點被迅速加熱。電子束穿透材料的深度取決于加速電壓和材料密度。