金属表面热处理的4种工艺

　　金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
　　热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却(有时只有加热和冷却)，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。
　　金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。
　　热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺
　　(1)淬火：指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1(钢的下临界点温度)以上某一温度，保持一 定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体(或贝氏体)组织的热处理工艺。常见的淬 火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。
　　淬火的目 的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组 织准备等。
　　(2)回火：指钢件经淬硬后，再加热到 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。
　　回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并 具有所需要的塑性和韧性等。
　　(3)退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。
　　退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组 织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。
　　(4)正火：指将钢材或钢件加热到或 (钢的上临界点温度)以上，30～50℃保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。
　　正火的目的：主要是提高低碳钢的 力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。
　　金属热处理其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的，但金属表面热处理也是有一定的缺陷
　　1、过烧现象
　　加热温度过高,不仅引起奥氏体晶粒粗大,而且晶界局部出现氧化或熔化,导致晶界弱化,称为过烧。钢过烧后性能严重恶化,淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复,只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。
　　2、脱碳和氧化
　　钢在加热时,表层的碳与介质(或气氛)中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应,降低了表层碳浓度称为脱碳,脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低,而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。
　　加热时,钢表层的铁及合金与元素与介质(或气氛)中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温(一般570度以上)工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化,具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。
　　为了防止氧化和减少脱碳的措施有:工件表面涂料,用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热(如净化后的惰性气体、控制炉内碳势)、火焰燃烧炉(使炉气呈还原性)。
　　3、氢脆现象
　　高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理(如回火、时效等)也能消除氢脆,采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。
　　目前，很多地区政府部门本着科学发展观，为了行业和地区经济的可持续发展，有效减少传统金属表面加工技术对环境的污染，国家正大力支持绿色、环保的金属表面处理技术，其中北京中科创新科技科研的合金催化液有效解决电镀工艺带来的污染问题，于2016年获得国家重点推广的项目之一。
　　合金催化液是一种低成本，操作简便，清洁生产的环境效应。它具有深镀能力好镀层致密，孔隙率低等技术特点，合金催化镀是一项标准的清洁生产工艺，所谓清洁生产就是指采用无污染的做食品原料配制液体做生产工艺。可镀多种金属材料，铁，碳素钢，模具钢，合金钢，铜及铜合金，铝及铝合金等，镀层均匀性好结合力强，耐磨耐腐等优点。