表面热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,改变材料表面的化学成分与组织,获得所需性能的一种金属热加工工艺。以下是六种表面热处理方法。
表面淬火
通过不同的热源对工件进行快速加热,当零件表层温度达到临界点以上(此时工件心部温度处于临界点以下)时迅速予以冷却,这样工件表层得到了淬硬组织而心部仍保持原来的组织。工业上应用最多的为感应加热和火焰加热表面淬火。
化学热处理
将工件置于含有活性元素的介质中加热和保温,使介质中的活性原子渗入工件表层或形成某种化合物的覆盖层,以改变表层的组织和化学成分,从而使零件的表面具有特殊的机械或物理化学性能。
接触电阻加热淬火
通过电极将小于5伏的电压加到工件上,在电极与工件接触处流过很大的电流,并产生大量的电阻热,使工件表面加热到淬火温度,然后把电极移去,热量即传入工件内部而表面迅速冷却,即达到淬火目的。
电解加热淬火
将工件置于酸、碱或盐类水溶液的电解液中,工件接阴极,电解槽接阳极。接通直流电后电解液被电解,在阳极上放出氧,在工件上放出氢。氢围绕工件形成气膜,成为一电阻体而产生热量,将工件表面迅速加热到淬火温度,然后断电,气膜立即消失,电解液即成为淬冷介质,使工件表面迅速冷却而淬硬。
激光热处理
激光在热处理中的应用研究始于70年代初,随后即由试验室研究阶段进入生产应用阶段。当经过聚焦的高能量密度(10W/cm)的激光照射金属表面时,金属表面在百分之几秒甚至千分之几秒内升高到淬火温度。
电子束热处理
电子束表面淬火除应在真空中进行外,其他特点与激光相同。当电子束轰击金属表面时,轰击点被迅速加热。电子束穿透材料的深度取决于加速电压和材料密度。