• 化学热处理：利用元素扩散性能，使合金 元素渗入金属表层的一种热处理工艺。 • 工艺过程：将工件置于含有渗入元素的活 性介质中加热到一定温度，使活性介质通 过分解并释放出欲渗入元素的活性原子、 活性原子被表面吸附并溶入表面、溶入表 面的原子向金属表层扩散渗入形成一定厚 度的扩散层，从而改变表层的成分、组织 和性能。
•铸铁弹丸 •铸钢弹丸 •钢丝切割弹丸 •玻璃弹丸 •陶瓷弹丸 •聚合塑料弹丸
•选择：黑色金属制件可以用铸铁丸、铸钢丸、 钢丝切割丸、玻璃丸和陶瓷丸。有色金属和不 锈钢制件采用不锈钢丸、玻璃丸和陶瓷丸。强 化用的弹丸必须是圆球形，不能有棱角毛刺， 否则会损伤零件表面。
•渗硼就是把工件置于含有硼原子的介质 中加热到一定温度，保温一段时间后，在 工件表明产生一层坚硬的渗硼层。 •渗硼主要是为了更好的提高金属表面的硬度、 耐磨性和耐蚀性。 •渗硼可用于钢铁材科、金属陶瓷和某些 有色金属材料。 •渗硼成本较高。
• 1)渗硼层的硬度很高。渗硼可以大幅度提升 钢铁表面硬度，远超于渗碳、氮化、镀 铬等表面层的硬度。 • 2)在盐酸、硫酸、磷酸和碱中拥有非常良好的耐 蚀性，但不耐硝酸。 • 3)热硬性高，在800℃时仍保持高的硬度。 • 4)在600℃以下抗氧化性能较好。
• 1) 气体渗碳：它是在含碳的气体介质中 通过调节气体渗碳气氛来实现渗碳目的 的。工业上一般有井式炉滴注式渗碳和 贯通式气体渗碳两种。 • 2)盐浴渗碳：是将被处理的零件浸入盐浴 渗碳剂中，通过加热使渗碳剂分解出活 性的碳原子来进行渗碳。 • 3)固体渗碳：
•1) 提高金属表面的强度、硬度和耐磨 性； •2) 提高材料疲劳强度； •3) 使金属表面拥有非常良好的抗粘着、抗 咬合的能力和降低摩擦系数； •4) 提高金属表面的耐蚀性。
• 1）孔挤压：利用特定的工具，在零件 孔的内壁或周边连续、缓慢、均匀的挤 压材料形成一定的塑性变形层，从而提 高其疲劳强度和抗应力侵蚀的能力的一种 工艺方法。 • 孔挤压特点：效率高、效果好、方法简 便，适用于高强度钢、合金结构钢、铝 合金、钛合金以及高温合金等零件。
• 1)气动式喷丸机：弹丸由压缩空气驱动 而获得高速运动，按弹丸运动方式主要 可分为吸入式、重力式、直接压入式。 • 2)机械离心式喷丸机：弹丸依靠高速旋 转的叶轮抛出而获得动能，离心叶轮的 转速控制弹丸的运动速度，弹丸的运动 速度控制在35～75m/s。
共析线温度) 碳在奥氏体 中的溶解度 曲线温度) 奥氏体向铁 素体转变的 开始线线:GS (Acm温度)
• 表面热处理：仅对零部件表层加热到临界温度以 上热量还未来得及传到心部之前迅速冷却，从而 改变表层组织和性能而不改变成分的一种工艺。 当工件表面层快速加热时，表面的温度超过相变 点发生组织改变，心部仍保留原组织状态，从而 通过表面层相变达到强化工件表面的目的。适用 于中碳钢。 • 分类：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、 接触电阻加热表面淬火、浴炉加热表面淬火、电 解液加热表面淬火、高密度能量的表面淬火及表 面保护热处理等。
•碳氮共渗（氰化） ：在一定温度下同时 将碳、氮渗入工件表面，并以渗碳为主 的化学热处理工艺。 •碳氮共渗层比渗碳有更高的耐磨性、疲 劳强度和耐蚀性，比渗氮有较高的抗压 强度和较低的表面脆性，且生产周期 短，渗速快，所用材料广泛。
• 分类：超音频、中频、高频、双频感应 加热淬火等。 • 物理过程：当感应线圈通以交流电后， 置于感应线圈内的被加热金属零件产生 很大的涡电流，迅速将零件加热。 • 感应加热表面淬火获得的表面组织细 小，碳化物呈弥散分布，表面硬度比普 通淬火的高2～3HRC，耐磨性提高。
• 形变层内形成很高的残余压应力，同时引起 组织架构变化，并使孔壁粗糙度降低。
• • • • 挤压棒挤压强化 衬套挤压强化 压印模挤压强化 旋压挤压强化
• 表面改性：指采用某种工艺手段使材料表面 获得与其基体材料的组织架构、性能不同的 一种技术。 • 表面改性后材料既能发挥基体材料的力学性 能，又能使材料表面获得各种特殊性能。 • 表面改性技术能掩盖基体材料表面的缺 陷，延长材料和构件的常规使用的寿命，节约稀、 贵材料，节约能源，改善环境，并对各种高 新技术的发展具备极其重大作用。
对于圆角、 对于圆角、 沟槽等可通 沟槽等可通 过滚压获得 过滚压获得 表层形变强 表层形变强 化，并能在 化，并能在 表面产生约 表面产生约 5mm深的残 5mm深的残 余压应力。 余压应力。
• 内螺纹的挤压是利用挤压丝锥锥部的棱齿反 复多次挤压工件金属而形成零件内螺纹。
•低温渗氮：渗氮温度不高于600 ℃的各种 渗 氮方法，是把需渗氮的工件放入密封渗氮 炉内，通入氨气，加热至500～600℃，氨 气发生分解，产生活性氮原子，活性氮原 子渗入工件，形成一定深度的氮化层。主 要有气体渗氮、液体渗氦、离子渗氮等。 •低温渗氮大多数都用在结构钢和铸铁。 •渗氮工艺复杂，时间长，成本高，所以只 用于耐磨、耐蚀和精度要求高的耐磨件。
• 高温渗氮：指渗氮温度高于共析转变温 度(600～1200 ℃)下进行的渗氮。主要 用于铁素体钢、奥氏体钢、难熔金属 (Ti、Mo、Nb、V等)的渗氮。
•氮碳共渗：在一定温度下同时将碳、氮 渗入工件表面，并以渗氮为主的化学热处 理工艺。 •氮碳共渗具有处理温度低、时间短，不 受钢种限制及零件畸变小等优点。处理后 零件能获得优良的耐磨性、耐蚀性、表面 摩擦系数小和疲劳强度高等性能。但渗层 较浅，接触疲劳强度较低。
• 渗金属是使工件表明产生一层金属碳化 物的一种工艺方法，即渗入元素与工件 表层中的碳结合形成金属碳化物的化合 物层。此类工艺方法适用于高碳钢，基 材的碳的质量分数必须超过0.45％。渗 入元素大多数为W、Mo、Ta、V、 Nb、Cr等碳化物形成元素。
• 1) 固体渗硼：将工件置于含硼的粉末或膏剂 中，装箱密封，放入加热炉中加热到950～ 1050℃保温一段时间后，工件表面上获得一定 厚度的渗硼层的方法。这种方法设备简单．操 作方便，适应能力强，但劳动强度大，成本高。 • 2) 液体渗硼：主要是由硼砂和还原剂组成的 盐浴。 • 3) 气体渗硼： • 4) 等离子渗硼：
• 喷丸：利用高速弹丸强烈冲击零部件表 面，使之产生形变硬化层并引进残余压 应力的技术。 • 喷丸强化已大范围的使用在弹簧、齿轮、链 条、轴、叶片、火车轮等零部件，可显 著提高抗弯曲疲劳、抗腐蚀疲劳、抗应 力腐蚀疲劳、抗微动磨损、耐点蚀(孔蚀) 能力。
• 结构钢经渗碳后，能使零件工作表面获 得高的硬度、耐磨性、耐侵蚀磨损性、 接触疲劳强度和弯曲疲劳强度，而心部 具有一定强度、塑性、韧性的性能。 • 高合金钢经过渗碳后其表面具有高强 度、高耐磨性和高热硬性。
• • • • • • 表面变形强化 表面热处理 金属表面化学热处理 高能束表面处理 离子束表面扩渗 离子注入
•机理：通过机械手段在金属表面产生压缩 变形，使表明产生形变硬化层，形变硬化层 的深度可达0.5～1.5mm。 •形变硬化层产生两种变化：一是在组织结 构上，亚晶粒极大地细化，位错密度增加， 晶格畸变度增大；二是形成了高的宏观残余 压应力。 •方法：喷丸、孔挤压、滚压等。
