专题五 表面热处理化学热处理和热处理新技术与新工艺（课件）四川省职教高考《金属加工基础》（机工版）专题复习讲练测

专题五. 表面热处理，化学热处理和热处理新技术与新工艺 《金属加工基础》（机工版） 专题复习讲练测 1 目录 考纲解读 1 知识点梳理 2 考题讲解 3 课内练习 4 归纳小结 5 2 常见考点： 表面热处理工艺及原理，如淬火、渗碳等； 化学热处理方法与特点，如氮化、氮化等； 热处理新技术的原理及应用，如激光处理、等离子体处理等。 一.考纲解读 3 一.考纲解读 01 1.理解表面热处理的基本原理和方法，包括淬火、渗碳等常见工艺，并能说明其在材料改性中的应用。 02 2. 掌握化学热处理的原理与流程，了解不同化学处理方法对材料性能的影响 03 3.熟悉热处理新技术与新工艺的发展趋势，包括激光处理、等离子体处理等，能够评价其在工业应用中的优势与局限性。 4 易考题型： 简答题：阐述淬火工艺的原理及在材料加工中的作用； 计算题：计算在特定温度下进行渗碳处理的时间和工艺参数； 分析题：比较传统热处理与新技术在提高材料性能方面的差异与优劣； 应用题：结合实际案例，分析选用不同热处理工艺对材料性能的影响。 一.考纲解读 5 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 6 知识点梳理： 1.表面热处理 表面热处理是为了改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。例如，齿轮、花键轴、活塞销、凸轮等零件的表面所受到的应力和磨损比心部高，这就要求其表面具有高硬度、高耐磨性、高耐蚀性和高抗疲劳性，而心部具备较好的塑性和韧性以承受载荷作用。 2.表面淬火和回火 表面淬火是仅对工件表层进行淬火的工艺。它是最常用的表面热处理工艺之一，其目的是使工件表面获得高硬度和高耐磨性，而心部保持较好的塑性和韧性，以提高其在扭转、弯曲、循环应力或在摩擦、冲击、接触应力等工作条件下的使用寿命。 二.知识点梳理和重点概念复习 7 知识点梳理： （1）感应淬火 感应淬火是利用感应电流通过工件时所产生的热效应，对工件表面、局部或整体加热并进行快速冷却的淬火工艺，如图3-11所示。感应火时，工件表面的加热深度主要 取决于交流电流频率，生产上可通过调整交流电流频率获得不同的硬层深 度。根据交流电流频率的不同，感应淬火分为高频感应淬火、中频感应淬 火和工频感应淬火三类。 感应淬火具有工件加热速度快、时间短(只有几秒钟)，变形小，基本无氧 化和无脱碳等特点;经感应淬火后，可以有效地提高工件的疲劳强度:其生 产率高，易实现机械化、自动化，适于大批量生产。 二.知识点梳理和重点概念复习 8 知识点梳理： （2）火焰淬火 火焰淬火是利用氧乙炔或其他可燃气体(如煤气、天然气)燃烧的火焰对工件表层进行加热，随之快速冷却的淬火工艺，如图3-12所示。火焰淬火的淬硬层深度一般为2~6mm，如果淬硬层太深，容易导致工件表面产生过热，甚至产生过量的变形与裂纹。火焰火操作简便，不需要专用设备，生产成本低，但其质量不稳定，生产率低，主要用于单件或小批量生产各种齿轮、轴、轧辊、机床导轨等。 二.知识点梳理和重点概念复习 9 知识点梳理： 3.气相沉积 气相沉积是利用气相中发生的物理、化学过程改变工件表面成分，在工件表面形成具有特殊性能的金属或化合物涂层的表面处理技术。气相沉积的目的主要是提高工件的耐磨性、耐蚀性、抗咬合性、抗氧化性，得到低的摩擦因数及特殊的物理化学性能等。气相沉积按照过程的本质可分为化学气相沉积和物理气相沉积两大类。 （1）化学气相沉积 化学气相沉积是在一定的温度下，利用气态物质在固体表面进行化学反应，并在其表面生成固态沉积膜的过程。化学气相沉积反应一般在900~1000℃的真空下进行。 二.知识点梳理和重点概念复习 10 知识点梳理： （2）物理气相沉积 物理气相沉积是通过真空蒸发、电离或溅射等过程产生金属离子，并使其沉积在工件表面，形成金属涂层或与反应气体反应生成化合物涂层的过程。物理气相沉积一般在低于600℃的温度下进行，其沉积速度比化学气相沉积快，适用于钢铁材料、非铁金属、陶瓷、玻璃、塑料等。 和离子镀三类。图 3-14 所示是真空蒸镀原理图，将基板置于高真空 (10-Pa)的玻璃容器中，将欲蒸镀的金属放在蒸发源上，通电加热蒸镀 金属，就可使镀膜金属的蒸气凝结沉积在基板表面上。铝、铜、镍、银、 金等均可做蒸镀金属，真空蒸镀技术可用于制作半导体器件、切削刀具， 进行生活用品表面装饰等。 二.知识点梳理和重点概念复习 11 知识点梳理： 4.化学热处理 化学热处理是将工件置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗人工件表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。与表面火相比，化学热处理的特点是不仅改变表层的组织，而且改变表层的化学成分。化学热处理由分解、吸收和扩散三个基本过程组成。 分解