❶ 化學熱處理要通過哪三個階段
所有的化學熱處理都要經過滲入介質的分解、活性元素的吸附、元素向鋼材內部進行擴散三個階段來完成,所以,分解、吸附、擴散是化學熱處理的三個階段,但是這三個階段是人為分開的,實際過程中不同的零件局部可能會交叉進行。
❷ 化學熱處理
每一種化學熱處理工藝都各有其特點,如果需要分別或同時提高耐磨、減摩、抗咬死、耐蝕、抗高溫氧化和耐疲勞性能,則根據工件的材質和工作條件選擇相應的化學熱處理工藝。
化學熱處理是古老的工藝之一,在中國可上溯到西漢時期。已出土的西漢中山靖王劉勝的佩劍,表面含碳量達O.6~0.7%,而心部為O.15~O.4%,具有明顯的滲碳特徵。明代宋應星撰《天工開物》一書中,就記載有用豆豉、動物骨炭等作為滲碳劑的軟鋼滲碳工藝。
明代方以智在《物理小識》「淬刀」一節中,還記載有「以醬同硝塗鏨口,煅赤淬火」。硝是含氮物質,當有一定的滲氮作用。這說明滲碳、滲氮或碳氮共滲等化學熱處理工藝,早在古代就已被勞動人民所掌握,並作為一種工藝廣泛用於兵器和農具的製作。
隨著化學熱處理理論和工藝的逐步完善,自二十世紀初開始,化學熱處理已在工業中得到廣泛應用。隨著機械製造和軍事工業的迅速發展,對產品的各種性能指標也提出了越來越高的要求。除滲碳外,又研究和完善了滲氮、碳氮和氮碳共滲、滲鋁、滲鉻、滲硼、滲硫、硫氮和硫氮碳共滲,以及其他多元共滲工藝。
電子計算機的問世,使化學熱處理過程的控制日臻完善,不僅生產過程的自動化程度越來越高,而且工藝參數和處理質量也得到更加可靠的控制。
按滲入元素的性質,化學熱處理可分為滲非金屬和滲金屬兩大類。前者包括滲碳、滲氮、滲硼和多種非金屬元素共滲,如碳氮共滲、氮碳共滲、硫氮共滲、硫氮碳(硫氰)共滲等;後者主要有滲鋁、滲鉻、滲鋅,鈦、鈮、鉭、釩、鎢等也是常用的表面合金化元素,二元、多元滲金屬工藝,如鋁鉻共滲、鉭鉻共滲等均已用於生產。此外,金屬與非金屬元素的二元或多元共滲工藝也不斷涌現,例如鋁硅共滲、硼鉻共滲等。
鋼鐵的化學熱處理可按進行擴散時的基本組織,區分為鐵素體化學熱處理和奧氏體化學熱處理。前者的擴散溫度低於鐵氮共析溫度,如滲氮、滲硫、硫氮共滲、氧氮共滲等,這些工藝又可稱為低溫化學熱處理;後者是在臨界溫度以上擴散,如滲碳、滲硼、滲鋁、碳氮共滲等,這些工藝均屬高溫化學熱處理范圍。
滲碳是使碳原子滲入鋼制工件表層的化學熱處理工藝。滲碳後,工件表面含碳量一般高於0.8%。淬火並低溫回火後,在提高硬度和耐磨性的同時,心部能保持相當高的韌性,可承受沖擊載荷,疲勞強度較高。但缺點是處理溫度高,工件畸變大。
滲碳工藝廣泛應用於飛機、汽車、機床等設備的重要零件中,如齒輪、軸和凸輪軸等。滲碳是應用最廣、發展得最全面的化學熱處理工藝。用微處理機可實現滲碳全過程的自動化,能控製表面含碳量和碳在滲層中的分布。
滲氮是使氮原子向金屬工件表層擴散的化學熱處理工藝。鋼鐵滲氮後,可形成以氮化物為主的表層。當鋼中含有鉻、鋁、鉬等氮化物時,可獲得比滲碳層更高的硬度、更高的耐磨、耐蝕和抗疲勞性能。滲氮主要用於對精度、畸變數、疲勞強度和耐磨性要求都很高的工件,例如鏜床主軸、鏜桿,磨床主軸,氣缸套等。
碳氮共滲和氮碳共滲是在金屬工件表層同時滲入碳、氮兩種元素的化學熱處理工藝。前者以滲碳為主,與滲碳相比,共滲件淬冷的畸變小,耐磨和耐蝕性高,抗疲勞性能優於滲碳,70年代以來,碳氮共滲工藝發展迅速,不僅可用在若干種汽車、拖拉機零件上,也比較廣泛地用於多種齒輪和軸類的表面強化;後者則以滲氮為主,它的主要特點是滲速較快,生產周期短,表面脆性小且對工件材質的要求不嚴,不足之處是工件滲層較薄,不宜在高載荷下工作。
滲鵬是使硼原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。硼在鋼中的溶解度很小,主要是與鐵和鋼中某些合金元素形成硼化物。滲硼件的耐磨性高於滲氮和滲碳層,而且有較高的熱穩定性和耐蝕性。滲硼層脆性較大,難以變形和加工,故工件應在滲硼前精加工。這種工藝主要用於中碳鋼、中碳合金結構鋼零件,也用於鈦等有色金屬和合金的表面強化。
滲硼工藝已在承受磨損的磨具、受到磨粒磨損的石油鑽機的鑽頭、煤水泵零件、拖拉機履帶板、在腐蝕介質或較高溫度條件下工作的閥桿、閥座等上獲得應用。但滲硼工藝還存在處理溫度較高、畸變大、熔鹽滲硼件清洗較困難和滲層較脆等缺點。
滲硫是通過硫與金屬工件表面反應而形成薄膜的化學熱處理工藝。經過滲硫處理的工件,其硬度較低,但減摩作用良好,能防止摩擦副表面接觸時因摩擦熱和塑性變形而引起的擦傷和咬死。
硫氮共滲、硫氮碳共滲是將硫、氮或硫、氮、碳同時滲入金屬工件表層的化學熱處理工藝。採用滲硫工藝時,滲層減摩性好,但在載荷較高時滲層會很快破壞。採用滲氮或氮碳共滲工藝時,滲層有較好的耐磨、抗疲勞性能,但減摩性欠佳。硫氮或硫氮碳共滲工藝,可使工件表層兼具耐磨和減摩等性能。
滲金屬是將一種或數種金屬元素,滲入金屬工件表層的化學熱處理工藝。金屬元素可同時或先後以不同方法滲入。在滲層中,它們大多以金屬間化合物的形式存在,能分別提高工件表層的耐磨、耐蝕、抗高溫氧化等性能。常用的滲金屬工藝有滲鋁、滲鉻、滲鋅等。
化學熱處理的發展將著重於擴大低溫化學熱處理的應用;提高滲層質量和加速化學熱處理過程;研製適應常用化學熱處理工藝的專用鋼;發展無污染化學熱處理工藝和復合滲工藝;用計算機控制多種化學熱處理過程,建立相應的數學模型,研製各種介質中適用的感測器和外接儀表、設備等。
化學熱處理:指金屬或合金工件置於一定溫度的活性介質中保溫,使一種或幾種元素滲入它的表層,以改變其化學成分,組織和性能的熱處理工藝。常見的化學熱處理工藝有:滲碳,滲氮,碳氮共滲,滲鋁,滲硼等。化學熱處理的目的:主要是提高鋼件表面的硬度,耐磨性,抗蝕性,抗疲勞強度和抗氧化性等。
❸ 化學熱處理包括哪幾個基本過程
(1) 鋼鐵件常溫發黑工藝流程
┌ 浸脫水防銹油
│
│ 烘乾
除油→除銹→常溫發黑→│ 浸肥皂液 ——→ 浸錠子油或機油
│
│
└浸封閉劑
(2) 鋼鐵件磷化工藝流程
除油→除銹→表調→磷化→塗裝
❹ 熱處理工藝一般包括哪三個過程
熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程。
冷卻
冷卻液是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同,主要是控製冷卻速度。
❺ 化學熱處理包括哪些主要過程各過程主要作用是什麼
工件的化學表面處理有。簡稱發藍、鈍化、硝酸鈉或亞硝酸鈉溶液中處理:氧化。氧化是將鋼鐵零件放入含苛性鈉、硝酸鹽、磷化,使零件表面生成一層很薄的黑色氧化膜的過程,使金屬表面獲得一層不溶於水的磷酸鹽薄膜的過程叫磷化處理、發黑,使金屬表面形成一層鈍化膜的過程稱為鈍化;磷化是將鋼鐵零件放入磷酸鹽溶液中浸泡、或重鉻酸鹽等溶液中;鈍化是將金屬放入亞硝酸鹽、鉻酸鹽
❻ 化學熱處理的化學熱處理工藝
化學熱處理工藝包括滲劑的化學組成和配比,滲劑分解反應過程的控制和參數測定,滲入溫度和時間,工件的准備,滲後的冷卻規程及熱處理,化學熱處理後工件的清理以及裝爐量等等。無論何種化學熱處理工藝,若按其滲劑在化學熱處理爐內的物理狀態分類,則可分為固體滲、氣體滲、液體滲、膏糊體滲、液體電解滲、等離子體滲和氣相沉積等工藝。
滲劑是熔融的鹽類或其他化合物。它由供滲劑和中性鹽組成。為了加速化學熱處理過程進行,附加電解裝置後成為電解液體滲。在硼砂鹽浴爐內滲金屬的處理法是近年發展起來的工藝,主要應用於鈦、鉻、釩等碳化物形成元素的滲入。
❼ 什麼是化學熱處理化學熱處理需要經過那三個過程
化學熱處理是利用化學反應、有時兼用物理方法改變鋼件表層化學成分及組織結構,以便得到比均質材料更好的技術經濟效益的金屬熱處理工藝。由於機械零件的失效和破壞大多數都萌發在表面層,特別在可能引起磨損、疲勞、金屬腐蝕、氧化等條件下工作的零件,表面層的性能尤為重要。經化學熱處理後的鋼件,實質上可以認為是一種特殊復合材料。心部為原始成分的鋼,表層則是滲入了合金元素的材料。心部與表層之間是緊密的晶體型結合,它比電鍍等表面復護技術所獲得的心、表部的結合要強得多。
任何一種化學熱處理,都是將工件放在能供給鋼件表面所需滲入元素原子(例如滲碳時的碳原子)的固體、液
體或氣體介質中進行加熱,其基本過程是:
(1)介質被加熱並分解出滲入元素的活性原子,工件同時也被加熱。
(2)活性原子被鋼件表面吸收,並溶入工件表面。如滲碳時碳原子溶入奧氏體;氮化時氮原子溶入鐵索體(有些化學熱處理如氮化,還可形成化合物)。
(3)滲入原子繼續由表層向內擴散,形成一定的擴散層。
上述三個基本過程可簡述為,分解、吸收、擴散。任何化學熱處理都包括這三個基本過程,其中擴散過程是化學熱處理的基礎。
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❽ 常用熱處理工藝流程
預備熱處理是熱處理技術的重要組成部分,其主要目的一是為最終熱處理提供理想的原始組織,保證零件最終熱處理後的各項性能指標,二是為機械加工提供合適的硬度,保證零件的加工精度。一般預備熱處理工藝為:1、調質處理:一般後面要進行高頻淬火、氮化處理等表面淬火處理,其預備熱處理的目的是為了使工件表面淬火前得到強韌性結合優良的心部性能,降低使用過程中的心部疲勞開裂。2、正火處理:一般後面進行的是化學熱處理(滲碳+淬火)或者調質熱處理,其預備熱處理的目的就是細化晶粒、消除機加應力、均勻不平衡組織等,為後面的最終熱處理奠定良好的組織基礎。3、退火處理:一般後面最終熱處理一般都是調質處理,其作為預備熱處理的目的就是為了消除應力以及降低表面硬度。
❾ 表面化學熱處理有哪幾個過程組成
化學熱處理包括三個基本過程。
1)分解:在一定溫度和壓力下(或有電場作用),化學滲劑分解為活性原子或離子;
2)吸收:也可叫滲入,活性原子或離子被鋼件表面吸收,形成固溶體或化合物;
3)擴散:由於濃度差的緣故,金屬表面外部氣氛有大量的活性原子/離子排隊向金屬內部滲透,已經滲入金屬內部的元素會被繼續向內部加壓,這個過程成為擴散。
❿ 化學熱處理的化學熱處理的基本過程
化學熱處理包括三個基本過程,即①化學滲劑分解為活性原子或離子的分解過程;②活性原子或離子被鋼件表面吸收和固溶的吸收過程;③被滲元素原子不斷向內部擴散的擴散過程。