沈陽金屬表面硬化處理-金屬表面硬化處理效果好

沈陽金屬表面硬化處理-金屬表面硬化處理效果好。

表面工程技術(shù)圍繞腐蝕、摩擦、磨損和功能特性等因素,成為20世紀80年代世界上發(fā)展的十項關(guān)鍵技術(shù)之一，取得長足進展，形成一門新興學(xué)科——表面工程學(xué)。美國商業(yè)部將表面工程技術(shù)列入影響2l世紀人類生活的七大關(guān)鍵技術(shù)之一，與計算機科學(xué)、生命科學(xué)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)并列。

英國伯明翰大學(xué)教授Tom. Bell在上世紀八十年代初提出了表面工程的概念。他認為，表面工程是將材料表面和基體一起作為一個系統(tǒng)進行設(shè)計和改性，以期獲得材料表面和基體本身都不可能具有的優(yōu)異性能，其效益成本比是很高的。

根據(jù)材料科學(xué)與工程的四個要素，即成分和組織結(jié)構(gòu)——制備和加工——性能——使用性能之間的關(guān)系，表面工程技術(shù)同樣應(yīng)是通過改變基體材料表面的化學(xué)成分或者采用某些工藝改變基體表面的組織結(jié)構(gòu)并獲得相應(yīng)性能，以滿足使用性能要求的工程技術(shù)。

具體說來，表面工程技術(shù)就是根據(jù)固體材料表面在具體使用環(huán)境中的失效機理和特殊性能要求，從各種表面改性技術(shù)、涂鍍技術(shù)和薄膜技術(shù)等機械、物理或化學(xué)方法中，選取為經(jīng)濟、有效的工藝方法改變材料表面及近表面區(qū)的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀況，從而提高材料抵御環(huán)境的能力，或賦予材料表面具有機械、裝飾、物理和某些特殊功能（如聲、電、光、磁及其轉(zhuǎn)換等功能）的系統(tǒng)工程技術(shù)。

我國“地大、物博、資源豐富”的概念，由于人口過多而大打折扣。以鋼產(chǎn)量為例，目前世界人均鋼量約200千克，發(fā)達國家在400～500 千克以上。2000年我國產(chǎn)量達到10285噸，人均也只有100千克。鋼材產(chǎn)量及品種短缺是今后若干年都會碰到的問題，每年需進口上千萬噸，耗資40～50億美元。如果在1億噸的基礎(chǔ)上，只要節(jié)約1%即100萬噸，就相當(dāng)于30 億人民幣。采用表面強化技術(shù)，減少磨損、腐蝕導(dǎo)致的材料消耗，不僅有助于緩和鋼材供需矛盾，還可以用廉價的鋼材代替貴重鋼材，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益。

表面強化技術(shù)對傳統(tǒng)材料性能的優(yōu)化是非常有效的，對磨損、腐蝕等凡是損傷從表面開始的零部件都有顯著的效果。例如，煉油廠減壓裝置原用碳鋼制造，腐蝕壽命僅1年，熱浸滲鋁后可使用15～20年。該技術(shù)用于Q235鋼制高速公路護欄，因該鋼基體長期不氧化生銹，可節(jié)省大量鋼材。

任何工業(yè)產(chǎn)品，特別是信息產(chǎn)業(yè)的微電子產(chǎn)品要向復(fù)雜化、多功能化、小型化和高精度、高可靠性方向發(fā)展，就會對材料提出新的要求。可以說，沒有新材料就沒有高新技術(shù)產(chǎn)品。表面技術(shù)是開發(fā)和研究新材料的重要途徑之一。薄膜材料厚度為亞微米級至微米級，可視為僅沿二維伸展的薄膜。二維伸展的薄膜因具有特殊的成分、結(jié)構(gòu)和尺寸效應(yīng)，能獲得三維材料所沒有的性能。薄膜材料的尺寸很小，又具有各種特殊功能，所以特別適于制造集成電路、光盤、磁盤、重要的光電子器件等。氣相沉積技術(shù)可在基體表面形成各種功能膜，例如導(dǎo)電（金屬）膜、絕緣（介質(zhì)）膜、電阻膜、超導(dǎo)膜、磁性膜、壓電膜及各種光學(xué)膜等，對大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展起著重要的作用。

常用的預(yù)先熱處理工藝有調(diào)質(zhì)、淬火+回火、正火及退火。

①不銹鋼硬化前的預(yù)先熱處理一般采用淬火+回火，目的是為了消除加工應(yīng)力和改善組織。對硬度要求不高的工件可采用退火處理。奧氏體不銹鋼通常采用固溶處理。

②調(diào)質(zhì)是結(jié)構(gòu)鋼常用的預(yù)先熱處理工藝，調(diào)質(zhì)的回火溫度至少要比硬化溫度高20～40℃。回火溫度越高，工件硬度越低，基體組織中碳化物彌散度愈小。因此，回火溫度應(yīng)根據(jù)對基體性能和硬化層性能的要求綜合確定。調(diào)質(zhì)后理想的組織是細小均勻分布的索氏體組織，不允許存在粗大的索氏體組織，也不允許有較多的游離鐵素體存在。

調(diào)質(zhì)引起的脫碳對硬化層脆性和硬度影響很大，所以調(diào)質(zhì)前的工件應(yīng)留有足夠的加工余量，以保證機械加工時能將脫碳層全部切除。對硬化后要求變形很小的工件，在精加工前（如精磨）還應(yīng)進行一次或多次穩(wěn)定化處理，處理溫度應(yīng)處于調(diào)質(zhì)溫度和硬化溫度之間。調(diào)質(zhì)后，若工件的硬度或金相組織不合格，允許返工。

③工、模具鋼硬化前的預(yù)先熱處理一般采用淬火+回火處理。

④正火預(yù)先熱處理只適用于對心部強度和韌性要求不高的工件，正火時冷卻速度不宜過慢。尺寸較大的工件不宜采用正火處理，因正火時過慢的冷卻速度會產(chǎn)生粗大組織，硬化后表面硬度低且不均勻。正火后不合格的工件允許返工。

⑤球鐵的預(yù)先熱處理多采用正火處理。

⑥退火處理在鈦合金中運用較多，結(jié)構(gòu)鋼中極少采用退火處理。38CrMoAl鋼不允許采用退火處理，否則硬化層組織中易出現(xiàn)不利的針狀化合物。

⑦對于經(jīng)過變形（如沖壓、鍛造、機加工等）的工件，應(yīng)進行去應(yīng)力退火處理，以減少變形。

還需說明的是，正火時冷卻速度不易過慢，調(diào)質(zhì)時回火溫度不應(yīng)過高，保溫時間不應(yīng)太長。截面尺寸大的工件不易用正火態(tài)，而應(yīng)調(diào)質(zhì)處理，這是因為細小的原始組織比粗大的原始組織硬化后有更高的表面硬度及良好的硬度梯度。

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