化學(xué)熱處理技術(shù)及應(yīng)用實(shí)例

第1章 化學(xué)熱處理概論
1.1有關(guān)化學(xué)熱處理的基本概念1
1.1.1化學(xué)熱處理的定義、分類及特點(diǎn)1
1.1.2化學(xué)熱處理的用途及實(shí)施先進(jìn)化學(xué)熱處理的意義3
1.1.3化學(xué)熱處理發(fā)展的總目標(biāo)與趨勢5
1.2化學(xué)熱處理的基本過程與質(zhì)量、效果5
1.2.1化學(xué)熱處理的基本過程5
1.2.2化學(xué)熱處理后的質(zhì)量及效果7
1.3提高化學(xué)熱處理過程速率和質(zhì)量的途徑8
1.3.1采用新工藝,不斷優(yōu)化化學(xué)熱處理技術(shù)8
1.3.2稀土元素在化學(xué)熱處理中的作用9
1.3.3化學(xué)催滲在化學(xué)熱處理中的作用9
1.3.4物理催滲在化學(xué)熱處理中的作用9
1.3.5可控氣氛化學(xué)熱處理14
1.3.6高能束表面強(qiáng)化與高能束化學(xué)熱處理的應(yīng)用17
1.3.7表面噴丸強(qiáng)化對化學(xué)熱處理的影響18
1.3.8多元共滲表面強(qiáng)化化學(xué)熱處理18
1.3.9積極探索復(fù)合化學(xué)熱處理(包括復(fù)合滲)技術(shù)19
1.3.10金屬材料表面自納米化對化學(xué)熱處理過程的影響19
1.3.11化學(xué)熱處理過程的計(jì)算機(jī)模擬與智能化20
1.3.12積極研制與開發(fā)加速化學(xué)熱處理過程的新型材料21
1.4化學(xué)熱處理滲層的組織特征21
1.4.1純金屬滲入單一元素時(shí)的滲層組織21
1.4.2金屬合金化學(xué)熱處理的滲層組織23
1.4.3影響滲層組織的因素25

第2章 滲碳表面強(qiáng)化及其應(yīng)用
2.1概述26
2.1.1滲碳特性及對滲碳層的技術(shù)要求26
2.1.2滲碳層的測定29
2.1.3滲碳用鋼及其預(yù)備熱處理30
2.1.4滲碳介質(zhì)與碳勢控制31
2.1.5滲碳后的熱處理與滲碳層的組織、性能35
2.2氣體滲碳工藝與設(shè)備39
2.2.1井式爐氣體滲碳39
2.2.2密封箱式爐氣體滲碳47
2.2.3連續(xù)爐氣體滲碳53
2.2.4氣體滲碳應(yīng)用實(shí)例及分析53
［實(shí)例2.1］20CrMnTiH鋼制汽車變速器齒輪的滲碳表面強(qiáng)化53
［實(shí)例2.2］20CrMnTiH鋼制汽車齒輪連續(xù)爐稀土快速滲碳表面強(qiáng)化的研究55
［實(shí)例2.3］20CrMo曲柄件的多用爐淺層滲碳表面強(qiáng)化研究57
2.3真空滲碳工藝與設(shè)備61
2.3.1真空熱處理基礎(chǔ)61
2.3.2真空滲碳及其特點(diǎn)61
2.3.3真空滲碳工藝及操作61
2.3.4真空滲碳的應(yīng)用及實(shí)例分析63
［實(shí)例2.4］MIX主減速從動(dòng)齒輪的低壓真空滲碳熱處理工藝的研究63
2.4離子滲碳工藝與設(shè)備66
2.4.1離子滲碳原理66
2.4.2離子滲碳工藝與操作66
2.4.3離子滲碳的優(yōu)勢69
2.4.4離子滲碳應(yīng)用實(shí)例分析70
［實(shí)例2.5］20Cr2Ni4A鋼大型軸承滾柱的等離子滲碳工藝研究70
2.5其他滲碳工藝72
2.5.1深層滲碳及應(yīng)用實(shí)例72
［實(shí)例2.6］18Cr2Ni4W鋼制大型重載齒輪軸的深層滲碳表面強(qiáng)化工藝的研究76
2.5.2液體滲碳及應(yīng)用實(shí)例78
［實(shí)例2.7］自行車前后軸碗的液體滲碳表面強(qiáng)化82
2.5.3固體滲碳及應(yīng)用實(shí)例83
［實(shí)例2.8］棘輪的固體滲碳表面強(qiáng)化88
2.5.4膏劑滲碳及應(yīng)用實(shí)例90
［實(shí)例2.9］17CrNiMo6鋼齒輪軸的膏劑滲碳工藝研究90
2.5.5感應(yīng)加熱滲碳及應(yīng)用實(shí)例93
2.5.6流態(tài)床滲碳及應(yīng)用實(shí)例94
2.5.7高濃度滲碳及應(yīng)用實(shí)例94
［實(shí)例2.10］Q235鋼稀土高濃度滲碳工藝提高耐火磚模具的使用壽命95
2.5.8局部滲碳及應(yīng)用實(shí)例98
［實(shí)例2.11］工程機(jī)械變速箱齒輪的滲碳化學(xué)熱處理表面強(qiáng)化98
2.6滲碳熱處理缺陷及其質(zhì)量控制99
2.6.1滲碳熱處理常見缺陷及其控制99
2.6.2滲碳過程的質(zhì)量控制103
2.6.3滲碳操作的質(zhì)量控制105
2.6.4滲碳檢驗(yàn)的質(zhì)量控制106
［實(shí)例2.12］加強(qiáng)碳勢控制以提高零件滲碳質(zhì)量108
［實(shí)例2.13］23CrNi3Mo鋼制采礦鉆車快換釬桿的鑿巖試驗(yàn)與失效分析111

第3章 碳氮共滲表面強(qiáng)化及其應(yīng)用
3.1概述116
3.1.1碳氮共滲的特點(diǎn)116
3.1.2碳氮共滲的分類117
3.1.3碳氮共滲用材及其熱處理117
3.1.4碳氮共滲滲層深度與碳氮濃度的選擇119
3.1.5碳氮共滲層的組織與性能119
3.2氣體碳氮共滲表面強(qiáng)化123
3.2.1氣體碳氮共滲介質(zhì)123
3.2.2氣體碳氮共滲對設(shè)備的要求125
3.2.3氣體碳氮共滲工藝的特點(diǎn)125
3.2.4氣體碳氮共滲應(yīng)用實(shí)例分析127
［實(shí)例3.1］Q235鋼惰板的碳氮共滲熱處理工藝分析127
［實(shí)例3.2］20Cr鋼汽車變速器二軸表面碳氮共滲工藝的改進(jìn)130
［實(shí)例3.3］拖拉機(jī)變速箱二軸20CrMnTi鋼制齒輪的熱處理工藝改進(jìn)132
3.3真空、離子碳氮共滲及其他碳氮共滲表面強(qiáng)化134
3.3.1真空碳氮共滲及其應(yīng)用134
［實(shí)例3.4］45和P20塑料模具鋼的真空碳氮共滲熱處理工藝試驗(yàn)研究136
3.3.2離子碳氮共滲及其應(yīng)用137
［實(shí)例3.5］20Cr2Ni4A采煤機(jī)雙聯(lián)齒輪的真空離子碳氮共滲表面強(qiáng)化137
3.3.3高濃度碳氮共滲及其應(yīng)用140
［實(shí)例3.6］20Cr2Ni4A鋼坦克齒輪高濃度碳氮共滲工藝的優(yōu)化141
3.3.4液體碳氮共滲簡介1453.3.5稀土碳氮共滲及其應(yīng)用146
［實(shí)例3.7］20鋼制紡織鋼領(lǐng)無毒液體ＣＮＲE共滲的試驗(yàn)研究147
3.3.6固體碳氮共滲與膏劑碳氮共滲表面強(qiáng)化150
［實(shí)例3.8］T10A鋼冷壓整形模的固體碳氮共滲工藝研究150
3.3.7流態(tài)床高溫碳氮共滲工藝152
3.3.8液相等離子電解碳氮共滲工藝及其應(yīng)用152
［實(shí)例3.9］高速鋼銑刀的液相等離子電解碳氮共滲工藝研究154
3.4碳氮共滲化學(xué)熱處理缺陷及其質(zhì)量控制155
3.4.1碳氮共滲化學(xué)熱處理常見組織缺陷及其控制155
3.4.2氣體碳氮共滲過程的質(zhì)量控制159
3.4.3氣體碳氮共滲操作的質(zhì)量控制162
3.4.4碳氮共滲檢驗(yàn)的質(zhì)量控制162
3.4.5碳氮共滲質(zhì)量控制實(shí)例分析163
［實(shí)例3.10］20CrMnTi汽車變速齒輪碳氮共滲黑色組織的分析及預(yù)防163
［實(shí)例3.11］20CrMnTi內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)齒輪的碳氮共滲化學(xué)熱處理表面強(qiáng)化165
［實(shí)例3.12］20CrMnTi汽車后橋被動(dòng)齒輪碳氮共滲熱處理變形的預(yù)防措施167
［實(shí)例3.13］20CrMnTi重載汽車內(nèi)齒圈碳氮共滲和淬火變形的控制169

第4章 滲氮表面強(qiáng)化及其應(yīng)用
4.1概述172
4.1.1滲氮及其特點(diǎn)172
4.1.2滲氮原理與滲氮層的組織形態(tài)173
4.1.3滲氮用鋼174
4.1.4滲氮鋼的預(yù)備熱處理及力學(xué)性能176
4.2氣體滲氮表面強(qiáng)化178
4.2.1氣體滲氮設(shè)備178
4.2.2氣體滲氮工藝過程與參數(shù)178
4.2.3氣體滲氮工藝規(guī)范與操作過程183
4.2.4氣體滲氮層的組織與性能194
4.2.5滲氮件的質(zhì)量檢測196
4.2.6氣體滲氮常見缺陷與質(zhì)量控制197
4.2.7氣體滲氮氮?jiǎng)菘刂萍皯?yīng)用200
［實(shí)例4.1］模具及凸輪的滲氮表面強(qiáng)化200
［實(shí)例4.2］氣門導(dǎo)管的滲氮表面強(qiáng)化201
［實(shí)例4.3］3Cr2W8V壓鑄模的氣體三段滲氮化學(xué)熱處理強(qiáng)化202
［實(shí)例4.4］LC280A車床薄片齒輪的滲氮化學(xué)熱處理強(qiáng)化203
［實(shí)例4.5］T6112鏜床主軸的氣體滲氮表面強(qiáng)化204
4.3離子滲氮表面強(qiáng)化205
4.3.1離子滲氮設(shè)備205
4.3.2離子滲氮的基本原理206
4.3.3離子滲氮工藝參數(shù)與操作過程208
4.3.4離子滲氮層的組織與性能212
4.3.5離子滲氮常見缺陷與質(zhì)量控制214
4.3.6離子滲氮的應(yīng)用215
［實(shí)例4.6］紡機(jī)精梳機(jī)羅拉的離子滲氮工藝研究216
［實(shí)例4.7］壓縮機(jī)閥片的離子滲氮化學(xué)熱處理工藝研究219
［實(shí)例4.8］M1432磨床主軸的離子滲氮表面強(qiáng)化220
［實(shí)例4.9］齒輪軸的離子滲氮化學(xué)熱處理強(qiáng)化220
4.4真空脈沖滲氮及其他滲氮工藝221
4.4.1真空脈沖滲氮的特點(diǎn)221
4.4.2真空脈沖滲氮設(shè)備222
4.4.3真空脈沖滲氮工藝參數(shù)223
4.4.4真空脈沖滲氮的應(yīng)用實(shí)例分析224
［實(shí)例4.10］鋁型材熱擠壓模的真空脈沖滲氮表面強(qiáng)化224
4.4.5其他滲氮工藝簡介225

第5章 氮碳共滲表面強(qiáng)化及其應(yīng)用
5.1氮碳共滲的原理及特點(diǎn)237
5.1.1概述237
5.1.2氮碳共滲用狀態(tài)圖237
5.1.3氮碳共滲的原理239
5.1.4氮碳共滲的特點(diǎn)243
5.2氮碳共滲的工藝方法244
5.2.1氣體氮碳共滲工藝244
5.2.2液體(鹽浴)氮碳共滲工藝249
5.2.3離子氮碳共滲工藝256
5.2.4真空脈沖氮碳共滲工藝257
5.3氮碳共滲后的性能與組織258
5.3.1氮碳共滲后的組織258
5.3.2氮碳共滲后的性能260
5.4氮碳共滲的質(zhì)量檢驗(yàn)與控制261
5.4.1氮碳共滲件的質(zhì)量檢驗(yàn)261
5.4.2氮碳共滲件常見缺陷及質(zhì)量控制261
5.5氮碳共滲應(yīng)用實(shí)例263
［實(shí)例5.1］W9Mo3Cr4V鋼制十字槽沖頭的真空脈沖氮碳共滲表面強(qiáng)化263
［實(shí)例5.2］40Cr摩托車主驅(qū)動(dòng)齒輪的低真空變壓氮碳共滲表面強(qiáng)化265
［實(shí)例5.3］粉碎機(jī)篩片的氮碳共滲化學(xué)熱處理強(qiáng)化267
［實(shí)例5.4］內(nèi)燃機(jī)氣門的液體氮碳共滲表面強(qiáng)化268
［實(shí)例5.5］40Cr高速柴油機(jī)凸輪軸雙聯(lián)齒輪的鹽浴氮碳共滲表面強(qiáng)化271
［實(shí)例5.6］凸輪軸的氣體氮碳共滲化學(xué)熱處理強(qiáng)化273
［實(shí)例5.7］W6Mo5Cr4V2鋼制活塞銷冷擠凸模的氮碳共滲表面強(qiáng)化274
［實(shí)例5.8］H13鋼制壓鑄模的稀土離子氮碳共滲表面強(qiáng)化276

第6章 滲硼、滲金屬高溫化學(xué)熱處理及其處理
6.1滲硼及其應(yīng)用279
6.1.1滲硼方法及其特點(diǎn)279
6.1.2滲硼工藝及其控制283
6.1.3滲硼層的組織和性能283
6.1.4滲硼的質(zhì)量檢測與控制286
6.1.5滲硼用材及鋼中合金元素對滲硼層的影響288
6.1.6滲硼前處理及滲硼后處理288
6.1.7滲硼的應(yīng)用及實(shí)例分析288
［實(shí)例6.1］篩類產(chǎn)品的固體滲硼化學(xué)熱處理工藝及其應(yīng)用289
［實(shí)例6.2］3Cr2W8V鋼制氣門鍛模的滲硼工藝試驗(yàn)研究290
［實(shí)例6.3］六方螺母凹模冷擠壓模具的鹽浴滲硼工藝及應(yīng)用292
［實(shí)例6.4］5Cr2NiMoVSi鋼大型熱鍛模的復(fù)合強(qiáng)化工藝及應(yīng)用294
6.2滲金屬表面強(qiáng)化及應(yīng)用298
6.2.1滲金屬的概念及其分類方法298
6.2.2常見滲金屬滲劑的成分298
6.2.3滲形成碳化物的金屬元素工藝299
6.2.4鋼件滲金屬后的熱處理300
6.2.5常見滲金屬層的組織和性能300
6.2.6滲金屬層的質(zhì)量檢驗(yàn)、常見缺陷及防止措施302
6.2.7碳化物滲層的工業(yè)應(yīng)用及實(shí)例分析302
［實(shí)例6.5］延長模具壽命的有效途徑——硼砂熔鹽碳化物滲層技術(shù)304
［實(shí)例6.6］鹽浴滲鉻工藝在模具上的應(yīng)用研究306
6.3滲鋁及其應(yīng)用308
6.3.1滲鋁工藝308
6.3.2滲鋁層的組織與性能312
6.3.3滲鋁工藝的應(yīng)用314
6.3.4滲鋁的質(zhì)量要求與檢測314
6.3.5滲鋁常見的缺陷及其防止措施316
6.3.6滲鋁工藝實(shí)例分析316
［實(shí)例6.7］新型廢熱鍋爐換熱管的滲鋁工藝研究316
［實(shí)例6.8］鑲嵌活塞鐵鋁黏結(jié)層組織特征與滲鋁工藝研究319
［實(shí)例6.9］機(jī)械能助滲鋁的試驗(yàn)研究321
6.4滲鉻及其應(yīng)用325
6.4.1滲鉻工藝與方法325
6.4.2滲鉻層的組織與性能327
6.4.3滲鉻的工業(yè)應(yīng)用與實(shí)例分析328
［實(shí)例6.10］65Mn鋼農(nóng)機(jī)旋耕刀的表面滲鉻工藝及其耐磨性研究328
［實(shí)例6.11］AISIH13鋼表面自納米化+滲鉻復(fù)合處理及其性能的試驗(yàn)研究332
6.5以滲硼、滲金屬為主的多元共滲與復(fù)合滲336
6.5.1多元共滲與復(fù)合滲的概念336
6.5.2以滲硼為主的多元共滲與復(fù)合滲336
6.5.3以滲鋁為主的多元共滲與復(fù)合滲338
6.5.4以滲鉻為主的多元共滲與復(fù)合滲340
6.5.5多元共滲與復(fù)合滲應(yīng)用實(shí)例分析341
［實(shí)例6.12］45鋼制磚機(jī)模板硼氮共滲表面強(qiáng)化工藝的研究與應(yīng)用341
［實(shí)例6.13］CrWMn鋼制滾絲模的碳氮共滲+滲硼復(fù)合化學(xué)熱處理強(qiáng)化343
［實(shí)例6.14］45鋼外加直流電場粉末法鋁硅共滲的工藝及性能研究346
［實(shí)例6.15］4Cr5MoSiV1鋼制壓鑄模的復(fù)合強(qiáng)化工藝研究348

第7章 滲硫、滲鋅、低溫多元共滲及其應(yīng)用
7.1滲硫及其應(yīng)用352
7.1.1滲硫工藝352
7.1.2滲硫?qū)拥慕M織與性能355
7.1.3鋼鐵滲硫件的質(zhì)量檢測356
7.1.4滲硫工藝的應(yīng)用與實(shí)例分析356
［實(shí)例7.1］GCr15鋼制NUP311NRV/C3滿裝滾子軸承的低溫離子滲硫化學(xué)熱處理356
7.2滲鋅及其應(yīng)用358
7.2.1滲鋅的工藝方法358
7.2.2鋼鐵滲鋅層的組織與性能361
7.2.3滲鋅件的質(zhì)量檢測364
7.2.4滲鋅的應(yīng)用及實(shí)例分析364
［實(shí)例7.2］42CrMo鋼多節(jié)拉桿的熱處理及熱浸鍍鋅工藝改進(jìn)365
［實(shí)例7.3］納米復(fù)合粉末滲鋅技術(shù)在鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備上的應(yīng)用367
［實(shí)例7.4］波形梁鋼護(hù)欄熱浸鍍鋅和熱浸鍍鋁應(yīng)用分析369
7.3低溫多元共滲及其應(yīng)用372
7.3.1低溫多元共滲——節(jié)能降耗、顯著減少畸變372
7.3.2含氮的多元共滲372
7.3.3含硫的多元共滲375
7.3.4低溫多元共滲的應(yīng)用與實(shí)例分析380
［實(shí)例7.5］25CrNiMo鋼制防噴器材料的氧氮碳低溫氣體三元共滲試驗(yàn)研究380
［實(shí)例7.6］3Cr2W8V汽車半軸鍛造模具的熱處理工藝分析與改進(jìn)383
［實(shí)例7.7］3Cr2W8V鋼制縫紉機(jī)主軸彎頭熱鍛模的氣體硫氮二元共滲385
［實(shí)例7.8］3Cr2W8V鋼制鋁合金熱擠壓模的離子硫氮碳三元共滲385
［實(shí)例7.9］壓鑄模用4Cr5MoSiV1鋼熱處理強(qiáng)化工藝研究387
7.4低溫化學(xué)熱處理滲層組織、性能及工藝方法的選擇390
7.4.1鋼件低溫化學(xué)熱處理的滲層組織和性能390
7.4.2低溫化學(xué)熱處理工藝方法的選擇393