热处理工艺应用分析

长期以来钢铁制品失效主要有两种方式：一是磨损使零件超越公差范围，另一种是腐蚀使零件烂掉。这里主要介绍提高零件抗磨损能力的热处理强化方法，主要有：

1）高碳钢进行淬火，如多数刀具、冷作模具。

2）中碳钢的表面加热淬火并低温回火，适合于轴类及部分齿轮零件。

3）低碳钢（包括低碳合金钢）的渗碳或碳氮共渗再淬火并低温回火；另一类是形成碳、氮、硼化合物层，例如渗氮、渗硼、渗铬、渗钒等。

例1：某机车柴油机曲轴选用42CrMo钢制造，制作工艺如下：

下料→锻造成毛坯→退火→粗车机械加工→调质→精加工→高频感应淬火→低温回火→研磨→入库。(www.xing528.com)

曲轴制作过程中有两道中间热处理工序，锻造之后毛坯件退火采用完全退火，目的是消除锻造应力，均匀成分，消除带状组织，细化晶粒，调整硬度以便切削；精加工之前的调质热处理只能安排在粗加工之后，绝不能安排在粗加工之前，否则达不到调质目的。这里的调质有两个重要目的：其一是赋给曲轴较好的综合力学性能，这个目的在后面的高频感应淬火达不到；其二是调整好表层组织，为高频感应淬火作组织准备。高频感应加热淬火并低温回火，属于最终热处理，赋给曲轴的抗磨损性能。

例2：某汽车齿轮采用20CrMnTi钢制造，其制造工艺如下：

下料→锻造成形→退火→粗车并铣齿成形→精铣齿轮→渗碳淬火低温回火→研磨→入库。

退火是中间热处理，目的是降低锻造应力、锻造硬化，细火晶粒，均匀化学成分。渗碳淬水并低温回火是最终热处理，目的是增强齿轮的抗磨损性能。

防止零件腐蚀是一项长期的工作。渗氮、渗硼、渗铬、渗钒、渗铝都会不同程度增强钢铁制品的抗大气腐蚀能力。一般钢进行发蓝时表面形成一层Fe₃O₄为主的膜，具有较弱的耐蚀性，但比碳氮共渗、渗氮的耐蚀性差。经渗硼、渗铬、渗铝后钢铁制品有更强的耐蚀性。工业的发展给空气带来的酸度升高，形成酸雨使金属的腐蚀加剧，试验表明常用于工业中的镀锌防护层对酸雨的耐蚀性很弱，防酸雨对金属的腐蚀成为当代研究的重要课题。