對于一些在彎曲、扭轉(zhuǎn)和各種交替載荷下服務的機械部件,如軸、曲軸、齒輪和凸輪,其表面外部應力遠高于心臟。此外,當有摩擦時,這些部件會受到不同程度的磨損。因此,在工程中,必須努力提高這些部件的表面硬度、耐磨性和抗疲勞性,并在心臟中保持良好的強度和韌性,以承受各種沖擊載荷。此時,如果采用傳統(tǒng)的整體熱處理方法,很難滿足上述要求,因此感應淬火通常用于生產(chǎn)。
表面淬火是一種熱處理方法,將鍛件快速加熱到淬火溫度,然后快速冷卻,只使表面得到淬火組織。表面淬火工藝可使鍛件表面具有高強度、硬度和耐腐蝕性,同時鍛件心仍具有一定的強度、足夠的塑性和韌性。
1.表面淬火的類型
為了在鍛件表面的有限深度內(nèi)達到相變點以上的溫度,必須以極高的能量密度加熱鍛件表面,使鍛件表面的熱量沒有時間傳遞到心臟,導致表面和心臟之間的大溫差。因此,表面淬火通常以不同的形式命名和分類,以提供不同的表面能量。
表面淬火分為感應加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、接觸電阻加熱表面淬火、電解質(zhì)加熱表面淬火、激光和電子束加熱表面淬火等。目前,感應加熱表面淬火在熱處理生產(chǎn)中應用最廣泛。
2.表面淬火的應用
目前,表面淬火廣泛應用于中碳鋼或球墨鑄鐵制成的機械零件。由于中碳鋼經(jīng)過熱處理(質(zhì)量調(diào)節(jié)或正火),輔以表面淬火,不僅能使心臟具有良好的綜合力學性能,而且能使表面具有較高的硬度和耐磨性?;诣T鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等,原則上也可進行表面淬火,其中球墨鑄鐵工藝最好,綜合力學性能高,應用最廣泛。
如果高碳鋼進行表面淬火,雖然表面硬度和耐磨性提高,但其心臟的塑性和韌性較差。因此,高碳鋼的表面淬火主要用于工具、量具和冷軋輥,以承受較小的沖擊和交替載荷。對于低碳鋼,由于低碳鋼表面淬火和強化效果不明顯,很少使用。
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