《表面處理第七講熱擴(kuò)滲》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第六講熱擴(kuò)滲表面工程學(xué)第六講熱擴(kuò)滲一、本課的基本要求1.掌握熱滲鍍的機(jī)理與滲層形成的條件。2.掌握幾種熱擴(kuò)滲的工藝方法。二、本課的重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.熱擴(kuò)滲的機(jī)理與滲層形成條件。2.深層的組織特征。3.氣體滲碳與滲氮、熱浸鋅、熱浸鋁、固態(tài)滲硼、離子氮化的原理與工藝。難點(diǎn)：1.熱擴(kuò)滲的機(jī)理與滲層形成的條件。2.滲層的組織特征。重點(diǎn)：1.熱擴(kuò)滲的機(jī)理與滲層形成條件。2.深層的組織特征。3.氣體滲碳與滲氮的原理與工藝。4.熱浸鋅、熱浸鋁的原理與工藝5.固態(tài)滲硼的原理與工藝。6.離子氮化的原理與工藝。難點(diǎn)：1.熱擴(kuò)滲的機(jī)理與滲層形成的條件。2.滲層的組織特征?；疽螅?.掌握熱滲鍍的機(jī)理與滲層

2、形成的條件。2.掌握幾種熱擴(kuò)滲的工藝方法。引言將工件放在特殊介質(zhì)中加熱，使介質(zhì)中某一種或幾種元素滲入工件表面，形成合金層(或摻雜層)的工藝，就稱為熱擴(kuò)滲技術(shù)，或化學(xué)熱處理技術(shù)。所形成的合金層稱為熱擴(kuò)滲層，簡稱滲層。特點(diǎn)是：滲層與基本金屬之間是冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度很高，滲層不易脫落或者剝落?！裢ㄟ^滲入不同合金元素，或者采用不同滲入工藝，可以使工件表面獲得不同組織和性能的擴(kuò)散層。從而極大提高工件的耐磨性、耐蝕性和抗高溫氧化性能等。●能進(jìn)行熱擴(kuò)滲的元素包括C，N，B，Zr，Al，Cr,V,Nb,Ti,Si,S等和多元共滲。第一節(jié)熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本原理一、熱擴(kuò)滲層形成的基本條件∵滲入元素的原子存在于擴(kuò)

3、滲層的形式為二種：固熔體和金屬化合物∴1、滲入元素必須能夠與基體金屬形成固熔體或金屬間化合物。原子直徑，結(jié)構(gòu)，電負(fù)性等必須滿足要求。2、欲滲元素與基材之間必須有直接接觸；3、被滲元素在基體金屬中要有一定的滲入速度；加熱第一節(jié)熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本原理4、對靠化學(xué)反應(yīng)提供活性原子的熱擴(kuò)滲工藝而言，反應(yīng)必須滿足熱力學(xué)條件。置換反應(yīng)：A+BCl2(氣)ACl+[B]還原反應(yīng)：BCl2(氣)+H2→2HCl(氣)+[B]分解反應(yīng)：BCl2(氣)→Cl2(氣)+[B]第一節(jié)熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本原理二、滲層形成機(jī)理3個(gè)過程：①產(chǎn)生滲劑元素的活性原子并提供給基體金屬表面。熱激活能法和化學(xué)反應(yīng)法熱激活能法：用于熱浸

4、滲(鍍)、電鍍滲、化學(xué)鍍滲、噴鍍滲和無活化劑的金屬粉末的熱擴(kuò)滲；②滲劑元素的活性原子吸附在基體金屬表面上，隨后被基體金屬所吸收．形成最初的表面固溶體或金屬間化合物．建立熱擴(kuò)滲所必須的濃度梯度；③滲劑元素原子向基體金屬內(nèi)部擴(kuò)散，基體金屬原子也同時(shí)向滲層中擴(kuò)散，使?jié)B層增厚。第一節(jié)熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本原理三、熱擴(kuò)滲速度的影響因素1.熱擴(kuò)滲層的形成速度總是由上述三個(gè)過程中最慢的一個(gè)來制約。初始階段：受供給滲劑活性原子的化學(xué)反應(yīng)速度控制；反應(yīng)物濃度；反應(yīng)溫度；活化劑形成滲層后：主要取決于擴(kuò)散速度：溫度；時(shí)間；晶體結(jié)構(gòu)；晶體缺陷等。第一節(jié)熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本原理四、擴(kuò)滲層的組織特征1.純擴(kuò)散形成連續(xù)固溶體2.

5、反應(yīng)擴(kuò)散隨濃度增加而生成新相。例：滲劑元素B向基體金屬A中擴(kuò)滲并形成滲層的過程第二節(jié)熱擴(kuò)滲工藝的分類按溫度：高溫、中溫和低溫?zé)釘U(kuò)滲高溫：T＞910oC，滲速快，滲層厚，有相變，變形大；低溫：T＜720oC，滲層薄，無相變，變形小；第二節(jié)熱擴(kuò)滲工藝的分類按化學(xué)成分：滲入非金屬元素滲入金屬元素滲入金屬-非金屬元素?cái)U(kuò)散消除某元素單元多元單元多元CNSBOSiN+CN+SN+ON+C+SN+C+ON+C+BAlZnCrTiVNbAl+CrAl+ZnAl+TiTi+CTi+NCr+CAl+SiAl+Cr+SiHOC熱擴(kuò)滲技術(shù)按滲入元素分類第二節(jié)熱擴(kuò)滲工藝的分類按滲劑的狀態(tài)：氣體；固體；液體；等離子體

6、，復(fù)合熱擴(kuò)滲5種；熱擴(kuò)滲技術(shù)按工藝特點(diǎn)分類第三節(jié)氣體熱擴(kuò)滲工藝一、氣體熱擴(kuò)滲技術(shù)的基本工藝特點(diǎn)氣體熱擴(kuò)滲是把工件置于含有滲劑原子的氣體介質(zhì)中加熱到滲劑原子能在基體中產(chǎn)生顯著擴(kuò)散的溫度，使工件表面獲得該滲劑元素的工藝過程。常規(guī)氣體法、低壓氣體法和流態(tài)床法。第三節(jié)氣體熱擴(kuò)滲工藝工藝特點(diǎn)：1．產(chǎn)生活性原子氣體的滲劑可以是氣體、液體、固體，但在擴(kuò)滲爐內(nèi)都成為氣體；2．在氣體熱擴(kuò)滲過程中，滲劑可以不斷補(bǔ)充更新，使活性原子的供給、吸收和向內(nèi)部擴(kuò)散的過程持續(xù)維持；3．可以隨時(shí)調(diào)整爐內(nèi)氣氛，實(shí)現(xiàn)可控?zé)釘U(kuò)滲。第三節(jié)氣體熱擴(kuò)滲工藝二、氣體滲碳1.基本特點(diǎn)在增碳的活性氣氛中，將低碳鋼或低碳合金鋼加熱到高溫(一般

7、為900oC--950oC)，使活性碳原子進(jìn)入鋼的表面，以獲得高碳滲層的工藝方法稱為氣體滲碳。鋼件滲碳后，表面為高碳鋼。內(nèi)部仍保持低碳狀態(tài)。再通過淬火及低溫回火可使?jié)B碳工件具有表面硬度高、耐磨損，心部硬度低、塑性和韌性好的特點(diǎn)，能夠滿足那些工作時(shí)許多易磨損件的工況需求，或者需要同時(shí)承受較高的表面接觸應(yīng)力，彎曲力矩及沖擊負(fù)荷作用的零件的性能要求。與氣體滲碳相比,固體滲碳的勞動(dòng)強(qiáng)度差,生產(chǎn)效率低;液體滲碳穩(wěn)定性差,工件質(zhì)量波