表面硬化的步骤是什么？表面硬化完整指南

表面硬化是一种专门的热处理工艺，用于提高金属零件外表面的硬度，同时保持更柔软、更具延展性的核心。该工艺对于表面要求高耐磨性但需要保留核心韧性和柔韧性的部件特别有用，例如齿轮、轴和轴承。表面硬化的逐步过程涉及几个阶段，每个阶段对于实现金属所需的性能都至关重要。

要点解释：

材质选择 ：
- 表面硬化的第一步是选择合适的材料。通常，选择低碳钢或铁合金，因为它们可以在硬化过程中有效吸收碳或氮。这些材料的表面和核心之间的硬度存在显着差异。
清洁和准备表面 ：
- 在实际的硬化过程开始之前，必须彻底清洁金属部件，以去除任何污垢、油或氧化物。这确保了硬化剂（碳或氮）可以均匀地渗透表面。表面处理可能涉及机械清洁（例如喷砂）或化学清洁（例如使用溶剂或酸）。
加热金属 ：
- 将金属加热到特定温度，通常在 850°C 至 950°C（1562°F 至 1742°F）之间，具体取决于材料和所需的硬度。这一步至关重要，因为它使金属达到可以有效吸收碳或氮的状态。加热过程通常在受控环境（例如熔炉）中进行，以确保温度分布均匀。
引入硬化剂（渗碳或渗氮） ：
- 一旦金属达到所需的温度，它就会暴露在富碳或富氮的环境中。此步骤分别称为渗碳或渗氮。
  - 渗碳：在此过程中，金属被放置在富含碳的气氛中，例如含有碳化合物的气体或液体。碳扩散到金属表面，增加其碳含量，从而提高其硬度。
  - 渗氮：在此过程中，金属暴露在富氮环境中，通常以氨气的形式存在。氮原子扩散到表面，形成硬氮化物，增加表面硬度。
浸泡：
- 引入硬化剂后，金属将在高温下保持一段特定的时间，称为均热时间。这使得碳或氮能够更深入地扩散到金属中，形成所需厚度的硬化层。浸泡时间可以从几分钟到几个小时不等，具体取决于材料和所需的表面深度。
淬火：
- 均热期完成后，金属会快速冷却或淬火，以锁定硬化表面。淬火通常是通过将金属浸入水、油或空气等冷却介质中来完成的。快速冷却导致表面显着硬化，而核心保持相对柔软和延展性。
回火：
- 淬火后，金属可以进行回火以降低脆性并提高韧性。回火涉及将金属重新加热至较低温度（通常在 150°C 至 650°C 或 302°F 至 1202°F 之间），然后使其缓慢冷却。此步骤有助于消除内应力，实现硬度和韧性的平衡。
最后的整理 ：
- 表面硬化过程的最后一步是对金属零件进行精加工。这可能涉及研磨、抛光或涂层，以实现所需的表面光洁度和尺寸精度。精加工还可确保零件满足其预期应用所需的规格。

通过遵循这些步骤，表面硬化可以显着提高金属部件的耐用性和耐磨性，同时保持其结构完整性。这使得它成为需要高性能材料的行业的重要工艺。

汇总表：

步	描述
1、材料的选择	选择低碳钢或铁合金以有效吸收碳/氮。
2. 清洁和准备	清除污垢、油或氧化物，以确保硬化剂均匀渗透。
3. 加热金属	加热至 850°C–950°C (1562°F–1742°F) 以实现最佳的碳/氮吸收。
4. 硬化剂	引入碳（渗碳）或氮（渗氮）以增加表面硬度。
5、浸泡	保持在高温下，使硬化剂扩散到金属中。
6. 淬火	快速冷却以锁定硬化表面，同时保持芯部延展性。
7. 回火	再加热可降低脆性并提高韧性。
8. 最后整理	研磨、抛光或涂层以获得所需的表面光洁度和精度。