热处理技术进展介绍

综 述

热处理技术进展

樊东黎(中国热处理行业协会,北京 100101)

摘要:随着机械产品市场的激烈竞争,热处理生产技术发展神速。美国2020年热处理技术发展路线图的制定和实施更加速了这个进程。作者从工艺、设备、材料、传感器、模型和软件工具等5个方面论述了热处理新技术发展近况,以引起国内热处理工作者的注意,促进我国热处理行业 十一 五!规划的实现,加速我国热处理生产技术的进步。

关键词:热处理;新技术;进展

中图分类号:T 19;TG15 文献标识码:A 文章编号:0254 6051(2007)04 0001 14

ProgressofHeatTreatmentTechnologies

FANDong li(ChinaHeatTreatmentAssociation,Beijing100101,China)Abstract:Alongwiththesharpcompetitioninmachinerymarke,tthepracticaltechnologyofheattreatmentisdevelopingvigorously.Theformulationandimplementationof USHeatTreatingTechnologyRoadmap!acceleratesthisprocess.Theauthordescribesarecentdevelopmentstatusofheattreatmentnewtechnologiesfromprocesses,equipments,materials,sensors,mouldsandsoftwaretoolsetc.fivefieldsinordertobringtoourheattreatersattention,andpromotetorealize llfiveyearsplan!ofourheattreatingcommunityandaccelerateprogressofourheattreatingproductiontechnologies.Keywords:heattreatmen;tnewtechnology;progress

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1 新工艺

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1.1 微波渗碳

美国DanaCorp公司(Toledo,Ohio)于2004年宣告开创了Atmoplas微波大气等离子技术,其特点是在大气压下可以引发和保持气体的等离子状态。等离子体是一种被部分电离的气体,它的最大特点在于对微波的高吸收率(可吸收其能量的95%)和迅速达到很高的温度。等离子体一旦被引发并在大气压力下保持,就可以用Dana专有技术在数秒钟内使等离子温度达到1200#。将其用于热处理,与常规工艺相比可大大缩短达到高温的时间,可以通过适当放置工件来控制等离子体厚度并由用户来策划热流。

采用Atmoplas技术可使热处理工艺实现更精确地控制加热和达到更高温度,从而缩短工艺周期和减少能耗。用于钢的渗碳时,工件表面硬度、表面碳浓度、渗碳均匀度、残留奥氏体量、显微组织的一致性都和传统工艺相同或超过其相应的力学性能(见图1)。Dana及其合作伙伴致力于开发微波大气等离子加热技术的多项可投入实际应用的项目,其中之一就是和德国ALDVacuumTechnologiesGmbH(汉诺威)公司合

作者简介:樊东黎(1934.04 ),男,山西定襄人,教授级高工,中国热处理行业协会前副理事长,中国热处理学会荣誉理事长,北京机械工程学会热处理分会荣誉理事长,全国热处理标准化技术委员会顾问,本刊编委会副主任委员。联系电话:010 62913079收稿日期:2006 12 20

作开发已商品化的Atmoplas渗碳技术,该技术还可以控制残留奥氏体量和获得细晶粒组织。用AISI8620钢(相当于20CrNMio钢)齿轮进行的渗碳试验表明,Atmoplas渗碳的周期和渗层深度都比真空渗碳的效果好(见表1)。

Atmoplas渗碳工艺出奇地简单。把工件装入加工室的空腔中,往其中通入氩气,用特殊方法激发等离子,温度迅速升高。当工件温度达到930#时,往加工室的空腔中通入乙炔气体。调节微波功率把温度保持在固定水准。工件经规定时间处理后施行淬火和回火。乙炔在等离子体内易裂解,Atmoplas渗碳时用乙炔作为供碳源。调整乙炔量、微波能量和维持等离子体的容器尺寸可使在一定体积内的沉积碳量得到精确控制。把渗碳温度提高到980#可进一步加速渗碳。该工艺的另一优点是热量约束在被加工工件周围,系统内无需使用需要高度维护的加热元件。Atmoplas渗碳工艺具有高度的灵活性(柔性)和可控性。1.2 离子束表面改性

用脉冲离子束表面热处理可以提高大面积零件或大批量小零件的表面性能。离子束表面热处理是法国SandiaNationalLaboratories,AlbuquerqueN.M.的专利技术被称做Q.M.Technologies。其实质是以高速脉动离子束(束斑50cm)在金属表面层几个微米厚度内实现快速熔化和凝固,以提高其耐磨性和耐腐蚀能力,改善金属制件表面状态和外观,提高表面纯洁度、均匀性和整体连续性。其优点是不改变金属表面化学成分,

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