鋼材熱處理工藝之常用的鋼熱處理工藝方法有哪些？

上海利佳特殊鋼2022-11-06 19:47:16

熱處理是將金屬材料放在一定的介質內加熱、保溫、冷卻，透過改變材料表面或內部的金相組織結構，來控制其效能的一種金屬熱加工工藝。下面介紹幾種常用的熱處理工藝方法。常用的熱處理方法如下：

1．正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當溫度保持一定時間後在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。

2．退火annealing：將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20—40度，保溫一段時間後，隨爐緩慢冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝。

3．固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區恆溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中，然後快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。

4．時效：合金經固溶熱處理或冷塑性形變後，在室溫放置或稍高於室溫保持時，其效能隨時間而變化的現象。

5．固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強化固溶體並提高韌性及抗蝕效能，消除應力與軟化，以便繼續加工成型。

6．時效處理：在強化相析出的溫度加熱並保溫，使強化相沉澱析出，得以硬化，提高強度。

7．淬火：將鋼奧氏體化後以適當的冷卻速度冷卻，使工件在橫截面內全部或一定的範圍內發生馬氏體等不穩定組織結構轉變的熱處理工藝。50CrVA彈簧鋼880℃淬油金相組織

8．回火：將經過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當溫度保持一定時間，隨後用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和效能的熱處理工藝。

9．鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化，目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。

10、離子滲氮：在低於一個大氣壓的滲氮氣氛中，利用工件（陰極）和陽極之間的產生的輝光放電進行滲氮的工藝稱為離子滲氮。其特點是：滲氮速度快；組織易控制，氮層脆性小；變形小；易保護，節約能源；汙染少。

11．調質處理：一般習慣將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理。調質處理廣泛應用於各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。

調質處理後得到回火索氏體組織，它的機械效能均比相同硬度的正火索氏體組織為優。它的硬度取決於高溫回火溫度並與鋼的回火穩定性和工件截面尺寸有關，一般在HB200—350之間。

12．釺焊：用釺料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝。隨著現代科學技術的發展、熱處理技術也不斷地發展的越來越先進，給工業企業也帶來了更大的便利，而傳統的熱加工工藝總是需要投入很多的資源和原材才能加工出優質的金屬工件，

而且在過程中也會產生大量的浪費現象，原材料利用不充分等等，而如今的離子滲氮爐在進行離子滲氮熱處理加工工藝過程中卻更能節約能源、排放汙染物和氣體更少、而且也提高了工作效率。是熱處理歷史中又一重要的發明。

5種先進的熱處理技術方法，你知道哪些？

科技水平發展使得金屬熱處理技術也在不斷提升，老的熱處理方法都會對環境造成一定的汙染，而且這會對人的身體健康構成威脅，現代科技對熱處理技術進行改進，接下來為大家分享當下最先進的熱處理技術供大家使用。

一、可控氣氛熱處理

可控氣氛熱處理主要是防氧化和脫碳，並對滲碳和滲氮做到精確的控制。20世紀80年代末開始應用於工業生產，發展到現在應用非常廣泛。中外各裝置廠家結合中國市場的特點全新推出各種檔次、功能多樣的可控氣氛熱處理爐。

大型的如易普森公司密封箱式多用爐，豐東的全自動智慧化密封箱式多用爐生產線不僅能滿足滲碳、碳氮共滲，而且能實現光亮淬火、光亮退火等多種熱處理工藝。

都可實現計算機輔助設計、生產管理、物流管理、現場控制、質量管理、工藝管理等系列工作。同時改變了過去熱處理車間“髒、亂、差”的局面，取而代之的為簡潔、明快。

當然，這些生產線價格昂貴，適應於大批次生產，如汽車行業等。國內廠家更是緊貼使用者要求，針對性推出各種價格適中、款式多樣、效能優越的可控氣氛爐。

大都能做到工藝引數的最佳化、預測和精確控制碳濃度的分佈，獲得理想的濃度分佈和滲層組織，可實現計算機管理，具有簡單的選單設計、友好的人機介面。

二、真空熱處理

真空熱處理是真空技術與熱處理技術相結合的新型熱處理技術，真空熱處理所處的真空環境指的是低於一個大氣壓的氣氛環境，包括低真空、中等真空、高真空和超高真空，真空熱處理實際也屬於氣氛控制熱處理。

真空熱處理技術應用和發展得到進一步的完善和推廣，它具有無氧化、無脫碳、淬火後工件表面清潔光亮、耐磨性高、無汙染、自動化程度高等特點。工業生產中廣泛採用了真空退火、真空除氣、真空油淬、真空水淬、真空氣淬、真空回火及真空滲碳等熱處理技術。

近年來，隨著高壓氣淬真空爐的面世，高速鋼刀具的真空淬火已成為現實。真空爐製造廠家眾多，國內或合資的如易普森公司、法國的ECM工業爐公司、G-M公司等。

國內廠家知名品牌也不少，像中國航天航空集團“長城”系列、北京機電研究所WZ系列真空爐等等，其技術水平、效能、價格在國內具有極強的競爭優勢，真空熱處理將成為熱處理車間最普及的最主要的技術之一。

三、感應熱處理和離子氮化熱處理技術

感應熱處理以高效、節能、清潔、靈活性等優勢廣泛應用於汽車工業、工程機械、石油化工等行業。近40%的汽車零部件可採用感應熱處理，如曲軸、齒輪、萬向節、半軸等。

採用感應加熱，許多產品加工可建成全自動或半自動生產線，提高產品質量的穩定性，減輕勞動強度及美化工作環境。國內發展最快的是感應加熱電源，老式的電子震盪管已完成了其歷史使命，取而代之的是全電晶體。

採用微機控制電晶體調節電源，調節穩定方便、精度高，對電網諧波的干擾大大減少。

近幾年發展起來的固態高頻加熱裝置，其優點顯而易見，它不再使用價高、易損、耗能大的電子管和與之配套使用的陽極升壓變壓器，陽極水套、燈絲穩壓器等，取而代之的是MOSFET功率電子器件：它節電三分之一，節水二分之一。

而與加熱電源配套的淬火 機床來說，也取得長足的進步。

體現在：①生產機床的廠家明顯增多，原來是天津第九機床廠一支獨秀。②淬火 機床的精度、穩定性、自動化程度大為提高。③有針對性的專業性淬火 機床技術水平得到發揮。

離子氮化技術其顯著特點是處理後零件表面清潔，抗腐蝕、變形小、耐磨性高。與氣體滲氮比，更有周期短、高效少汙染等優勢。

近幾年來，離子氮化的發展很快，尤其是離子氮化爐脈衝電源的問世，它將放電的物理引數（電壓、電流、氣壓）與控溫引數（脈衝寬度）分開。增加了工藝的可調性，易於實現工藝引數的選擇和精確控制。

四、淬火介質與冷卻技術

理想的淬火介質應該有以下幾個特徵：

①質量型：高溫階段快冷，低溫階段慢冷。即消除裂紋，減少淬火變形。

②環保型：無有毒、有害煙塵或氣體的揮發、不易燃燒，工件淬火後易清洗，對裝置無腐蝕，不刺激燒傷面板。

③穩定型：工件淬火後效能均勻穩定，介質本身在一定時期內效能穩定。

④經濟型：高質優價，能耗小。

近幾年來，淬火介質發展非常迅速。淬火油效能得到提高，有機聚合物淬火介質的研究和應用達到空前的發展。國外有美國的好富頓公司、德潤寶公司、英國PB石油公司。國內北京華立精細化工公司、南京科潤精細化工公司等。

五、採用新的表面強化技術和推廣氮基氣氛的熱處理

原有的工具表面處理方法僅限於蒸汽處理、氧氮化等陳舊方法，一般只能提高工具壽命30%~50%。

自80年代以來，我國先後獨立開發和從國外引進了QPQ鹽浴複合處理技術和PVD氧化鈦物理塗層技術。前者可以穩定提高工具壽命2~3倍，裝置簡單，成本低廉，特別適合幹普通刀具；後者可以提高刀具壽命3~5倍，適合幹各種精密貴重的齒輪刀具。

氮基氣氛用於保護熱處理和化學熱處理，可以實現無氧化脫碳熱處理，並可以避免熱處理氮脆，氮基氣氛的化學熱處理，可以減少內氧化等缺陷，提高化學熱處理質量。