❶ 化学热处理要通过哪三个阶段
所有的化学热处理都要经过渗入介质的分解、活性元素的吸附、元素向钢材内部进行扩散三个阶段来完成,所以,分解、吸附、扩散是化学热处理的三个阶段,但是这三个阶段是人为分开的,实际过程中不同的零件局部可能会交叉进行。
❷ 化学热处理
每一种化学热处理工艺都各有其特点,如果需要分别或同时提高耐磨、减摩、抗咬死、耐蚀、抗高温氧化和耐疲劳性能,则根据工件的材质和工作条件选择相应的化学热处理工艺。
化学热处理是古老的工艺之一,在中国可上溯到西汉时期。已出土的西汉中山靖王刘胜的佩剑,表面含碳量达O.6~0.7%,而心部为O.15~O.4%,具有明显的渗碳特征。明代宋应星撰《天工开物》一书中,就记载有用豆豉、动物骨炭等作为渗碳剂的软钢渗碳工艺。
明代方以智在《物理小识》“淬刀”一节中,还记载有“以酱同硝涂錾口,煅赤淬火”。硝是含氮物质,当有一定的渗氮作用。这说明渗碳、渗氮或碳氮共渗等化学热处理工艺,早在古代就已被劳动人民所掌握,并作为一种工艺广泛用于兵器和农具的制作。
随着化学热处理理论和工艺的逐步完善,自二十世纪初开始,化学热处理已在工业中得到广泛应用。随着机械制造和军事工业的迅速发展,对产品的各种性能指标也提出了越来越高的要求。除渗碳外,又研究和完善了渗氮、碳氮和氮碳共渗、渗铝、渗铬、渗硼、渗硫、硫氮和硫氮碳共渗,以及其他多元共渗工艺。
电子计算机的问世,使化学热处理过程的控制日臻完善,不仅生产过程的自动化程度越来越高,而且工艺参数和处理质量也得到更加可靠的控制。
按渗入元素的性质,化学热处理可分为渗非金属和渗金属两大类。前者包括渗碳、渗氮、渗硼和多种非金属元素共渗,如碳氮共渗、氮碳共渗、硫氮共渗、硫氮碳(硫氰)共渗等;后者主要有渗铝、渗铬、渗锌,钛、铌、钽、钒、钨等也是常用的表面合金化元素,二元、多元渗金属工艺,如铝铬共渗、钽铬共渗等均已用于生产。此外,金属与非金属元素的二元或多元共渗工艺也不断涌现,例如铝硅共渗、硼铬共渗等。
钢铁的化学热处理可按进行扩散时的基本组织,区分为铁素体化学热处理和奥氏体化学热处理。前者的扩散温度低于铁氮共析温度,如渗氮、渗硫、硫氮共渗、氧氮共渗等,这些工艺又可称为低温化学热处理;后者是在临界温度以上扩散,如渗碳、渗硼、渗铝、碳氮共渗等,这些工艺均属高温化学热处理范围。
渗碳是使碳原子渗入钢制工件表层的化学热处理工艺。渗碳后,工件表面含碳量一般高于0.8%。淬火并低温回火后,在提高硬度和耐磨性的同时,心部能保持相当高的韧性,可承受冲击载荷,疲劳强度较高。但缺点是处理温度高,工件畸变大。
渗碳工艺广泛应用于飞机、汽车、机床等设备的重要零件中,如齿轮、轴和凸轮轴等。渗碳是应用最广、发展得最全面的化学热处理工艺。用微处理机可实现渗碳全过程的自动化,能控制表面含碳量和碳在渗层中的分布。
渗氮是使氮原子向金属工件表层扩散的化学热处理工艺。钢铁渗氮后,可形成以氮化物为主的表层。当钢中含有铬、铝、钼等氮化物时,可获得比渗碳层更高的硬度、更高的耐磨、耐蚀和抗疲劳性能。渗氮主要用于对精度、畸变量、疲劳强度和耐磨性要求都很高的工件,例如镗床主轴、镗杆,磨床主轴,气缸套等。
碳氮共渗和氮碳共渗是在金属工件表层同时渗入碳、氮两种元素的化学热处理工艺。前者以渗碳为主,与渗碳相比,共渗件淬冷的畸变小,耐磨和耐蚀性高,抗疲劳性能优于渗碳,70年代以来,碳氮共渗工艺发展迅速,不仅可用在若干种汽车、拖拉机零件上,也比较广泛地用于多种齿轮和轴类的表面强化;后者则以渗氮为主,它的主要特点是渗速较快,生产周期短,表面脆性小且对工件材质的要求不严,不足之处是工件渗层较薄,不宜在高载荷下工作。
渗鹏是使硼原子渗入工件表层的化学热处理工艺。硼在钢中的溶解度很小,主要是与铁和钢中某些合金元素形成硼化物。渗硼件的耐磨性高于渗氮和渗碳层,而且有较高的热稳定性和耐蚀性。渗硼层脆性较大,难以变形和加工,故工件应在渗硼前精加工。这种工艺主要用于中碳钢、中碳合金结构钢零件,也用于钛等有色金属和合金的表面强化。
渗硼工艺已在承受磨损的磨具、受到磨粒磨损的石油钻机的钻头、煤水泵零件、拖拉机履带板、在腐蚀介质或较高温度条件下工作的阀杆、阀座等上获得应用。但渗硼工艺还存在处理温度较高、畸变大、熔盐渗硼件清洗较困难和渗层较脆等缺点。
渗硫是通过硫与金属工件表面反应而形成薄膜的化学热处理工艺。经过渗硫处理的工件,其硬度较低,但减摩作用良好,能防止摩擦副表面接触时因摩擦热和塑性变形而引起的擦伤和咬死。
硫氮共渗、硫氮碳共渗是将硫、氮或硫、氮、碳同时渗入金属工件表层的化学热处理工艺。采用渗硫工艺时,渗层减摩性好,但在载荷较高时渗层会很快破坏。采用渗氮或氮碳共渗工艺时,渗层有较好的耐磨、抗疲劳性能,但减摩性欠佳。硫氮或硫氮碳共渗工艺,可使工件表层兼具耐磨和减摩等性能。
渗金属是将一种或数种金属元素,渗入金属工件表层的化学热处理工艺。金属元素可同时或先后以不同方法渗入。在渗层中,它们大多以金属间化合物的形式存在,能分别提高工件表层的耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能。常用的渗金属工艺有渗铝、渗铬、渗锌等。
化学热处理的发展将着重于扩大低温化学热处理的应用;提高渗层质量和加速化学热处理过程;研制适应常用化学热处理工艺的专用钢;发展无污染化学热处理工艺和复合渗工艺;用计算机控制多种化学热处理过程,建立相应的数学模型,研制各种介质中适用的传感器和外接仪表、设备等。
化学热处理:指金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表层,以改变其化学成分,组织和性能的热处理工艺。常见的化学热处理工艺有:渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗铝,渗硼等。化学热处理的目的:主要是提高钢件表面的硬度,耐磨性,抗蚀性,抗疲劳强度和抗氧化性等。
❸ 化学热处理包括哪几个基本过程
(1) 钢铁件常温发黑工艺流程
┌ 浸脱水防锈油
│
│ 烘干
除油→除锈→常温发黑→│ 浸肥皂液 ——→ 浸锭子油或机油
│
│
└浸封闭剂
(2) 钢铁件磷化工艺流程
除油→除锈→表调→磷化→涂装
❹ 热处理工艺一般包括哪三个过程
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程。
冷却
冷却液是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。
❺ 化学热处理包括哪些主要过程各过程主要作用是什么
工件的化学表面处理有。简称发蓝、钝化、硝酸钠或亚硝酸钠溶液中处理:氧化。氧化是将钢铁零件放入含苛性钠、硝酸盐、磷化,使零件表面生成一层很薄的黑色氧化膜的过程,使金属表面获得一层不溶于水的磷酸盐薄膜的过程叫磷化处理、发黑,使金属表面形成一层钝化膜的过程称为钝化;磷化是将钢铁零件放入磷酸盐溶液中浸泡、或重铬酸盐等溶液中;钝化是将金属放入亚硝酸盐、铬酸盐
❻ 化学热处理的化学热处理工艺
化学热处理工艺包括渗剂的化学组成和配比,渗剂分解反应过程的控制和参数测定,渗入温度和时间,工件的准备,渗后的冷却规程及热处理,化学热处理后工件的清理以及装炉量等等。无论何种化学热处理工艺,若按其渗剂在化学热处理炉内的物理状态分类,则可分为固体渗、气体渗、液体渗、膏糊体渗、液体电解渗、等离子体渗和气相沉积等工艺。
渗剂是熔融的盐类或其他化合物。它由供渗剂和中性盐组成。为了加速化学热处理过程进行,附加电解装置后成为电解液体渗。在硼砂盐浴炉内渗金属的处理法是近年发展起来的工艺,主要应用于钛、铬、钒等碳化物形成元素的渗入。
❼ 什么是化学热处理化学热处理需要经过那三个过程
化学热处理是利用化学反应、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构,以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理工艺。由于机械零件的失效和破坏大多数都萌发在表面层,特别在可能引起磨损、疲劳、金属腐蚀、氧化等条件下工作的零件,表面层的性能尤为重要。经化学热处理后的钢件,实质上可以认为是一种特殊复合材料。心部为原始成分的钢,表层则是渗入了合金元素的材料。心部与表层之间是紧密的晶体型结合,它比电镀等表面复护技术所获得的心、表部的结合要强得多。
任何一种化学热处理,都是将工件放在能供给钢件表面所需渗入元素原子(例如渗碳时的碳原子)的固体、液
体或气体介质中进行加热,其基本过程是:
(1)介质被加热并分解出渗入元素的活性原子,工件同时也被加热。
(2)活性原子被钢件表面吸收,并溶入工件表面。如渗碳时碳原子溶入奥氏体;氮化时氮原子溶入铁索体(有些化学热处理如氮化,还可形成化合物)。
(3)渗入原子继续由表层向内扩散,形成一定的扩散层。
上述三个基本过程可简述为,分解、吸收、扩散。任何化学热处理都包括这三个基本过程,其中扩散过程是化学热处理的基础。
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❽ 常用热处理工艺流程
预备热处理是热处理技术的重要组成部分,其主要目的一是为最终热处理提供理想的原始组织,保证零件最终热处理后的各项性能指标,二是为机械加工提供合适的硬度,保证零件的加工精度。一般预备热处理工艺为:1、调质处理:一般后面要进行高频淬火、氮化处理等表面淬火处理,其预备热处理的目的是为了使工件表面淬火前得到强韧性结合优良的心部性能,降低使用过程中的心部疲劳开裂。2、正火处理:一般后面进行的是化学热处理(渗碳+淬火)或者调质热处理,其预备热处理的目的就是细化晶粒、消除机加应力、均匀不平衡组织等,为后面的最终热处理奠定良好的组织基础。3、退火处理:一般后面最终热处理一般都是调质处理,其作为预备热处理的目的就是为了消除应力以及降低表面硬度。
❾ 表面化学热处理有哪几个过程组成
化学热处理包括三个基本过程。
1)分解:在一定温度和压力下(或有电场作用),化学渗剂分解为活性原子或离子;
2)吸收:也可叫渗入,活性原子或离子被钢件表面吸收,形成固溶体或化合物;
3)扩散:由于浓度差的缘故,金属表面外部气氛有大量的活性原子/离子排队向金属内部渗透,已经渗入金属内部的元素会被继续向内部加压,这个过程成为扩散。
❿ 化学热处理的化学热处理的基本过程
化学热处理包括三个基本过程,即①化学渗剂分解为活性原子或离子的分解过程;②活性原子或离子被钢件表面吸收和固溶的吸收过程;③被渗元素原子不断向内部扩散的扩散过程。