熱處理

金(jin)屬(shu)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)大體(ti)可分(fen)為整體(ti)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)、表(biao)面熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)、局部熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)和化(hua)學熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)等。根據(ju)加(jia)熱(re)(re)介質、加(jia)熱(re)(re)溫度(du)和冷卻方法的不(bu)同(tong)，每一大類又可區分(fen)為若干不(bu)同(tong)的熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)。同(tong)一種金(jin)屬(shu)采用(yong)不(bu)同(tong)的熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)，可獲得不(bu)同(tong)的組織，從而具有不(bu)同(tong)的性能。鋼鐵(tie)(tie)是工(gong)業(ye)上應用(yong)最廣的金(jin)屬(shu)，而且(qie)鋼鐵(tie)(tie)顯(xian)微組織也最為復雜，因此鋼鐵(tie)(tie)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)種類繁(fan)多。

整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。

加熱

加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)是熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)處理(li)的(de)重要步驟之(zhi)一。金屬熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)處理(li)的(de)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)方法很多，最早是采用木(mu)炭(tan)和煤作為熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)源(yuan)，進而(er)應(ying)用液(ye)體和氣體燃料(liao)。電的(de)應(ying)用使加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)易于(yu)控制，且無環境污染。利用這些熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)源(yuan)可以(yi)(yi)直接加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)，也可以(yi)(yi)通(tong)過熔融(rong)的(de)鹽(yan)或金屬，以(yi)(yi)至浮動(dong)粒子進行間接加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)。

金屬加熱時，工件(jian)暴(bao)露在空氣(qi)(qi)中(zhong)，常常發生氧化、脫碳(即(ji)鋼鐵(tie)零件(jian)表(biao)面碳含量降低)，這對于熱處理后(hou)零件(jian)的表(biao)面性能有(you)很不利的影響。因而金屬通(tong)常應在可控氣(qi)(qi)氛(fen)或(huo)保(bao)護氣(qi)(qi)氛(fen)中(zhong)、熔融鹽中(zhong)和真空中(zhong)加熱，也可用涂料(liao)或(huo)包裝方法進行保(bao)護加熱。

加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一，選擇和控制加熱溫度，是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得需要的組織。另外轉變需要一定的時間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內外溫度一致，使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間或保溫時間很短，而化學熱處理的保溫時間往往較長。

冷卻

也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，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。

熱處理技術

熱處(chu)理技(ji)術是(shi)金(jin)屬材料(liao)(liao)在(zai)加(jia)工(gong)過程中為改(gai)善其(qi)機械性能(neng)(neng)所采取的(de)處(chu)理技(ji)術。為使金(jin)屬工(gong)件具(ju)有(you)所需要的(de)力(li)學性能(neng)(neng)、物理性能(neng)(neng)和化學性能(neng)(neng)，除合(he)理選用(yong)材料(liao)(liao)和各種(zhong)(zhong)成形(xing)工(gong)藝外，熱處(chu)理工(gong)藝往(wang)往(wang)是(shi)必不可少(shao)的(de)。一(yi)個不當(dang)的(de)表面(mian)處(chu)理，將使產品(pin)在(zai)制程中使前面(mian)所作的(de)加(jia)工(gong)處(chu)理全成為泡影，無形(xing)間降低(di)了產品(pin)的(de)生(sheng)產力(li)及質量并且(qie)提高(gao)制造(zao)的(de)成本，相對地也(ye)降低(di)產業的(de)競爭力(li)，有(you)鑒(jian)以此我(wo)們介紹幾(ji)種(zhong)(zhong)現代熱處(chu)理技(ji)術供大家參考應用(yong)。

1、真空(kong)(kong)熱(re)處(chu)理(li)(li)技術(shu)  方法：真空(kong)(kong)熱(re)處(chu)理(li)(li)將為(wei)金屬(shu)工(gong)件(jian)置于已抽真空(kong)(kong)的(de)容器(qi)中，然后依(yi)所需(xu)之(zhi)目的(de)進行各種反復加(jia)熱(re)、冷(leng)卻操作的(de)一種技術(shu)。用途或(huo)(huo)優點：工(gong)件(jian)表面為(wei)光輝面、工(gong)件(jian)變形小(xiao)、工(gong)件(jian)不會被氧化(hua)及脫(tuo)碳或(huo)(huo)滲碳、無腐(fu)蝕和(he)公害問題(ti)、質量穩定(ding)等，適合于工(gong)具或(huo)(huo)模(mo)具之(zhi)熱(re)處(chu)理(li)(li)，為(wei)未來熱(re)處(chu)理(li)(li)技術(shu)的(de)主流。

2、零(ling)下處(chu)理技術  方(fang)法：零(ling)下處(chu)理是將金屬(shu)工(gong)件(jian)置(zhi)于零(ling)度低溫(wen)的(de)(de)環(huan)境中，迫使金屬(shu)工(gong)件(jian)改(gai)變材(cai)(cai)料性(xing)能的(de)(de)一種熱處(chu)理法，傳統(tong)的(de)(de)零(ling)下處(chu)理通常是在(zai)鋼(gang)鐵材(cai)(cai)料作淬火處(chu)理后(hou)施行，以(yi)(yi)(yi)有效降低殘(can)留奧(ao)斯田鐵含(han)量，可(ke)以(yi)(yi)(yi)使鋼(gang)鐵材(cai)(cai)料尺寸穩(wen)定性(xing)及提高耐(nai)磨耗(hao)特(te)性(xing)，尤其(qi)是高碳含(han)量的(de)(de)工(gong)具鋼(gang)材(cai)(cai)，效果最好。用途或優點：零(ling)下處(chu)理的(de)(de)應(ying)用將應(ying)用到超(chao)硬(ying)合金及銅合金等非鐵類金屬(shu)，以(yi)(yi)(yi)改(gai)善工(gong)件(jian)內部應(ying)用殘(can)留的(de)(de)問題，以(yi)(yi)(yi)提升工(gong)件(jian)的(de)(de)壽命為原(yuan)來的(de)(de)兩倍(bei)以(yi)(yi)(yi)上。

3、離子氮(dan)化(hua)技術  方(fang)法(fa)：先將金(jin)屬(shu)工(gong)件(jian)(jian)置于(yu)真空(kong)容器(qi)(qi)中，再通入(ru)氮(dan)氣，將容器(qi)(qi)本身當作(zuo)陽極(ji)、工(gong)件(jian)(jian)當作(zuo)陰(yin)極(ji)，然后(hou)通以高(gao)(gao)壓直流電，強迫將氮(dan)氣解離成正電的(de)氮(dan)離子，并以極(ji)高(gao)(gao)的(de)速度沖向陰(yin)極(ji)金(jin)屬(shu)工(gong)件(jian)(jian)，使得金(jin)屬(shu)工(gong)件(jian)(jian)表面(mian)得以瞬間氮(dan)化(hua)的(de)一種表面(mian)熱(re)處(chu)理技術。用途或優點：有(you)(you)效(xiao)提高(gao)(gao)金(jin)屬(shu)材料之(zhi)耐(nai)磨耗、耐(nai)疲(pi)勞、耐(nai)腐蝕等(deng)性(xing)質(zhi)，另外它也具有(you)(you)工(gong)件(jian)(jian)變形(xing)量小、無公害及省能源的(de)特點。廣(guang)泛(fan)應用于(yu)各種鋼鐵工(gong)件(jian)(jian)及非鐵金(jin)屬(shu)工(gong)件(jian)(jian)之(zhi)氮(dan)化(hua)處(chu)理。

4、低壓(ya)(ya)(ya)滲氮(dan)(dan)技術(shu)  方法(fa)：低壓(ya)(ya)(ya)滲氮(dan)(dan)技術(shu)系在大約(yue)300mba的作(zuo)用(yong)(yong)(yong)壓(ya)(ya)(ya)力(li)下(xia)，打入(ru)NH3，N2O及N2等進(jin)行(xing)的氣(qi)體滲氮(dan)(dan)，亦可(ke)再加CH4進(jin)行(xing)氣(qi)體滲氮(dan)(dan)及碳化。處理(li)溫度約(yue)在400~600℃左右。低壓(ya)(ya)(ya)滲氮(dan)(dan)及滲氮(dan)(dan)碳化可(ke)使工(gong)件(jian)(jian)表面得到較高硬(ying)度的滲氮(dan)(dan)層(ceng)，增加工(gong)件(jian)(jian)表面壓(ya)(ya)(ya)縮應力(li)，提高其(qi)耐(nai)(nai)磨(mo)耗性及耐(nai)(nai)疲勞(lao)性；滲氮(dan)(dan)速度快(kuai)，滲氮(dan)(dan)層(ceng)組織可(ke)選擇為(wei)純(chun)擴(kuo)散(san)層(ceng)或(huo)(huo)為(wei)致密白(bai)層(ceng)，可(ke)滲氮(dan)(dan)深孔狹縫，工(gong)件(jian)(jian)表面潔(jie)凈，量產性佳，省人工(gong)、省氣(qi)體能源，作(zuo)業環(huan)境優良，應用(yong)(yong)(yong)日益廣泛。用(yong)(yong)(yong)途或(huo)(huo)優點(dian)：因為(wei)低壓(ya)(ya)(ya)滲氮(dan)(dan)對于復雜形(xing)狀、深孔的工(gong)件(jian)(jian)都(dou)可(ke)得均(jun)勻的硬(ying)化層(ceng)，所以對于壓(ya)(ya)(ya)鑄模(mo)具(ju)、鍛造(zao)模(mo)具(ju)、鋁擠型模(mo)以及滾輪、牙(ya)板(ban)、噴嘴、引擎(qing)汽(qi)缸(gang)等耐(nai)(nai)磨(mo)耗、耐(nai)(nai)疲勞(lao)工(gong)件(jian)(jian)十分適(shi)用(yong)(yong)(yong)。

5、鹽(yan)浴(yu)(yu)(yu)碳氮共(gong)滲技術(shu)  方法：鹽(yan)浴(yu)(yu)(yu)碳氮共(gong)滲技術(shu)是(shi)將工(gong)(gong)件(jian)(jian)置于(yu)軟氮化(hua)(hua)鹽(yan)浴(yu)(yu)(yu)中進(jin)行處(chu)理，在工(gong)(gong)件(jian)(jian)表(biao)面形(xing)成(cheng)一層耐磨耗之擴散氮化(hua)(hua)層后(hou)，再(zai)將工(gong)(gong)件(jian)(jian)迅速移(yi)置于(yu)氧(yang)化(hua)(hua)鹽(yan)中進(jin)行氧(yang)化(hua)(hua)處(chu)理，讓工(gong)(gong)件(jian)(jian)外表(biao)面再(zai)形(xing)成(cheng)一層耐磨蝕(shi)(shi)之氧(yang)化(hua)(hua)層。用(yong)途或優點(dian)：使用(yong)鹽(yan)浴(yu)(yu)(yu)操作(zuo)簡單而容易，工(gong)(gong)件(jian)(jian)變形(xing)量小(xiao)，并且能夠有效提高工(gong)(gong)件(jian)(jian)之耐磨耗、耐疲勞、耐腐蝕(shi)(shi)等機(ji)械性質，可應用(yong)于(yu)刀(dao)具及各種機(ji)械零(ling)組件(jian)(jian)。

6、物(wu)理(li)蒸鍍(du)(du)技(ji)(ji)術  方法(fa)：物(wu)理(li)蒸鍍(du)(du)法(fa)技(ji)(ji)術是在高(gao)真空(kong)中(zhong)基材(cai)表面(mian)被覆一層(ceng)陶瓷薄膜(mo)，這層(ceng)薄膜(mo)硬度(du)比(bi)碳(tan)化(hua)鎢合(he)金還(huan)硬，具有(you)高(gao)抗蝕(shi)性(xing)(xing)、耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)、附(fu)著力及(ji)(ji)(ji)低(di)磨(mo)擦系數等優點。目前有(you)陰極電孤電漿及(ji)(ji)(ji)非平(ping)衡磁控(kong)濺射兩種物(wu)理(li)蒸鍍(du)(du)系統，已(yi)開(kai)發應(ying)(ying)用的(de)有(you)TiN、TiCN、CrN、CrCN、TiAIN及(ji)(ji)(ji)非晶形碳(tan)膜(mo)等。用途或優點：物(wu)理(li)蒸鍍(du)(du)溫(wen)度(du)大概在100~500℃，比(bi)高(gao)速(su)鋼、模具鋼回火(huo)溫(wen)度(du)低(di)，因(yin)此工件不會發生軟化(hua)及(ji)(ji)(ji)變形，可(ke)應(ying)(ying)用于超(chao)硬合(he)金、高(gao)速(su)鋼、模具鋼、不銹鋼、鈦(tai)合(he)金及(ji)(ji)(ji)鋁合(he)金等產品上。當(dang)刀具蒸鍍(du)(du)陶瓷膜(mo)可(ke)降低(di)刃(ren)口(kou)(kou)熔(rong)著現(xian)象，減緩刀口(kou)(kou)磨(mo)損率，提高(gao)刀具使用壽命(ming)2~7倍；模具經由蒸鍍(du)(du)處理(li)可(ke)增加離模性(xing)(xing)、耐(nai)磨(mo)耗性(xing)(xing)、降低(di)黏著磨(mo)損及(ji)(ji)(ji)燒著現(xian)象，能有(you)效(xiao)提高(gao)模具壽命(ming)數倍，不但降低(di)生產成本(ben)，而且可(ke)以(yi)增加產品的(de)競爭力。

7、電漿化學蒸鍍技術  方法：應(ying)用電漿CVD蒸鍍TiN、TiCN、TiC等(deng)硬質(zhi)膜(mo)，具(ju)(ju)有(you)CVD之高附著性及(ji)PVD之低溫(wen)處(chu)理(li)特性等(deng)優點(dian)，可(ke)降低處(chu)理(li)溫(wen)度(約500℃)，有(you)效防(fang)止工(gong)件(jian)變形，鍍膜(mo)均勻附著性高，對于復雜(za)形狀之刀具(ju)(ju)及(ji)模具(ju)(ju)，被(bei)覆之效果最(zui)佳。用途或優點(dian)：可(ke)將蒸鍍硬質(zhi)膜(mo)于金屬工(gong)件(jian)表(biao)面，如成形工(gong)具(ju)(ju)、刀具(ju)(ju)及(ji)模具(ju)(ju)等(deng)及(ji)需要提高材(cai)料之耐(nai)磨耗(hao)性/耐(nai)粘著性等(deng)工(gong)件(jian)，可(ke)以增加(jia)(jia)工(gong)件(jian)的壽(shou)命，提升加(jia)(jia)工(gong)速(su)度，增加(jia)(jia)產(chan)量，節(jie)省成本

8、TD碳化(hua)物(wu)被(bei)覆(fu)(fu)(fu)技術  方(fang)法(fa)：TD處(chu)理(Toyota Diffusion Process)是在(zai)熔(rong)融硼砂浴中添加合(he)金元素，使(shi)浸漬之(zhi)(zhi)(zhi)鋼料表面(mian)生成碳化(hua)物(wu)之(zhi)(zhi)(zhi)被(bei)覆(fu)(fu)(fu)處(chu)理法(fa)。其主要特色為被(bei)覆(fu)(fu)(fu)層的硬度極高，耐(nai)磨(mo)耗性(xing)優良，具(ju)(ju)(ju)PVD或CVD處(chu)理者之(zhi)(zhi)(zhi)同級硬度，但(dan)設備簡單、操作方(fang)便。用(yong)途(tu)或優點：TD處(chu)理所(suo)得之(zhi)(zhi)(zhi)碳化(hua)釩(VC)硬度達HV2200以上(shang)且(qie)與母材結(jie)合(he)力強(qiang)，不易剝離(li)，因(yin)此可(ke)應(ying)用(yong)于壓鑄模(mo)、切削剪斷工(gong)具(ju)(ju)(ju)、模(mo)具(ju)(ju)(ju)、刀具(ju)(ju)(ju)或其它需耐(nai)磨(mo)之(zhi)(zhi)(zhi)機械(xie)零件(jian)上(shang)，如板(ban)金沖模(mo)、冷(leng)鍛(duan)模(mo)、熱鍛(duan)模(mo)、管件(jian)成型工(gong)具(ju)(ju)(ju)、塑料模(mo)、滾子、機械(xie)零件(jian)等。

水溶性油淬火(huo)液可用于(yu)鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵以(yi)及沖(chong)壓(ya)件(jian)等(deng)的(de)淬火(huo)。適(shi)用于(yu)開(kai)口式淬火(huo)槽、連續爐、淬火(huo)槽外設的(de)多用爐及感應淬火(huo)爐等(deng)。

1、鍛(duan)鋼：小至(zhi)一公斤(jin)大至(zhi)幾噸的低(di)淬透性(xing)鍛(duan)鋼或(huo)高淬硬性(xing)合(he)金鍛(duan)鋼均可采用海益(yi)水性(xing)淬火(huo)劑淬火(huo)，所用濃度隨合(he)金成(cheng)份而異，介于10%至(zhi)30%不等。

2、鑄(zhu)鋼(gang)：如同鍛鋼(gang)一(yi)樣，單重懸殊，淬(cui)透性各異的(de)鑄(zhu)鋼(gang)和合金(jin)鑄(zhu)鋼(gang)亦均可采用海(hai)益水性淬(cui)火劑淬(cui)火，所用濃度(du)隨(sui)合金(jin)成份及鑄(zhu)件形體而異，介于10%至30%不等。

3、鑄鐵：球(qiu)墨(mo)鑄鐵及可鍛鑄鐵通常使(shi)用20%-30%濃度的海益水性淬火(huo)劑淬火(huo)。

4、感應(ying)淬火(huo)：對齒輪、心(xin)軸(zhou)(zhou)、凸輪軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)承軸(zhou)(zhou)頸等經常采用火(huo)焰或感應(ying)淬火(huo)，海益(yi)水(shui)性淬火(huo)劑是(shi)淬火(huo)油的最理(li)想的代(dai)用品，可完全(quan)消(xiao)除(chu)油煙和火(huo)災隱患。

以上只是水溶性油淬火液的(de)適用范圍，現場可根據所處(chu)理工件(jian)的(de)鋼種、形狀(zhuang)復(fu)雜程(cheng)度(du)、尺寸大小、工件(jian)熱處(chu)理要求及車間的(de)冷卻(que)設備(bei)情況綜(zong)合考(kao)慮，最后選定(ding)濃度(du)最好通過(guo)試驗確定(ding)。