CNC數控加工（gōng）有哪幾種熱處理（lǐ）方式

在CNC數控加工的各式工藝中，熱處理算是大眾耳熟能詳的一種加工方（fāng）式，那你知道（dào）熱處理有哪幾種方式嗎？

在知道熱處理（lǐ）的幾種方式之前（qián），小編先向您介紹熱處理的總定義（yì）是什麽？ 熱處理是指材料（liào）在固態的情況下，通過加熱➡保溫➡冷卻等手段，以期獲得（dé）預期的組織或性能的一種金屬熱加工工（gōng）藝。

熱處（chù）理方式根據加熱、冷卻方（fāng）式、組織、性能變化等的不同，可以分為普通熱處理、表麵熱處理以及化學熱處理。

• 普通（tōng）熱處理方式包含：退火、正火（huǒ）、淬火和回火等
• 表麵熱處理方式（shì）包含（hán）：感應淬火、火焰淬火、點接觸淬火等
• 化學熱處理方（fāng）式包（bāo）含：滲碳、滲氮、碳氮共滲等（děng）

這幾種熱處理（lǐ）方式有哪些區別呢？

一、各自定義不同

表麵熱處理和普通熱處理都是通過加熱（rè）&冷卻來改變材料的組（zǔ）織和（hé）性（xìng）質的方法。但是表麵熱處理是僅對材料表麵（miàn）進行處理，不改變材（cái）料的內（nèi）部結構和化學成分。普通熱處理則是對整個材料進行處理，包含表麵和（hé）內（nèi）部，是一種能夠改變材料內部組（zǔ）織和化學成分的方法（fǎ）。

二、使用（yòng）範圍不一樣（yàng）

表麵熱（rè）處理針對僅需要改變（biàn）材料表麵（miàn）性質但不需（xū）要改變其內部性質，比如表麵硬化、表麵增韌等； 普通熱處（chù）理則需要改變（biàn）整個材料內部的性質。比如硬度、認讀、耐磨性等材料內部性質。

三、優缺點不同

表麵熱處理可以針對特定部位進行處理，不會影響材料的基本組織和性質，也不會導致材（cái）料的變形和脆化，其處理（lǐ）效果會收到材料結構、厚度的限製。普通熱處理則能（néng）夠改變材料整體性質、處理效果較為穩定，但是（shì）較容易發（fā）生變形和脆化。

本篇上半部分講述的是幾種主流的熱處理方（fāng）式大致分類，接下來小編將為您介紹這些大類目下屬分支（zhī）的各個具體處理方式。

一、表麵淬火

表麵淬火是（shì）使鋼鐵工件的表麵（miàn）得到淬火的一種表麵熱處理工（gōng）藝。目的是提高工件表麵的硬度、耐磨性和疲勞強度。常用於軸類、齒輪類等零件。

對於鋼鐵材料而言，表麵淬火是指用特殊的（de）加熱方式將鋼表麵快（kuài）速加熱到Ac3亞共析鋼（注：是亞（yà）共析鋼（gāng）的奧氏體化的臨界溫度，隻有超過該溫度才能夠完（wán）全形成奧氏體）或Ac1過共（gòng）析鋼（是共析鋼的奧（ào）氏體化的臨（lín）界（jiè）溫度（dù），隻有超過該溫度才能夠完（wán）全形成奧氏體。這個溫度是727度，對於不（bú）同的鋼具有不同的數值）以上。隨後快速冷卻，使鋼鐵表層發生馬氏體相變，生成硬化層。

根據加熱方法不同，表（biǎo）麵淬火可分為感應加熱（高（gāo）頻、中頻、工頻）表麵淬火、火焰加熱表麵淬火、電接觸加熱表麵淬火、電解液加熱表麵淬火、激光加熱（rè）表麵淬火、電子蘇表麵淬火（huǒ）。工業（yè）上應用最（zuì）多的（de）為感應加熱和火焰加熱表麵淬火

其中：工頻表麵熱處理（lǐ）。是指工業頻率的（de）交流電，其特點（diǎn）是頻率低，不需要變頻設備，所以整個設備相對簡單。適用於大功率熔煉設備，大型零件表麵感應加熱（rè）淬火，大中型零件或毛坯感應穿（chuān）線加（jiā）熱；

中頻表麵熱（rè）處理。一般指（zhǐ）500-10000赫茲的變頻（pín）設備，通過變頻設備將50赫茲的工頻交流電轉換（huàn）為上述頻率範尉（wèi）。由於可控矽變頻裝（zhuāng）置的出現，低於500或高於1萬的中頻設備已投入使用。主要用於（yú）中等容量以（yǐ）下的金屬熔煉（liàn），鍛造毛坯的感（gǎn）應逢熱（rè），機械零件表麵淬火或透熱淬火。

高頻表麵熱處理。一般指100-500千赫（hè）範圍，不久前10千赫至100千赫之（zhī）上仍屬空白頻帶，超（chāo）音頻設備研製成（chéng）功，已填充該頻帶，主要是為解決中模數齒（chǐ）輪、曲輪等滑輪廓淬火的需要而研究成功。高頻帶主要用於少量（liàng）試驗研究熔煉和少量精密鑄件生產，1-2毫米淬硬層淺表麵艇化淬火。

二、化學（xué）熱處理

化學（xué）熱處理是主要利（lì）用化學反應，偶爾會兼用（yòng）物理方法，改變鋼件表層化學成分及組織結構的金屬熱處（chù）理工藝，以便得到比（bǐ）均質材料更好的技術經濟效益。

經過化學熱處理後的鋼（gāng）件，實質上可以認定為是一種特殊複合（hé）材料，主要目的是提高零（líng）件耐（nài）磨性、疲勞強度、抗腐蝕性與抗高溫氧化性。

由於機械（xiè）零件（jiàn）的失效和破壞大多數（shù）都萌發在（zài）表麵層，特別在可能引起磨損、疲勞、金屬腐蝕、氧化等條件下工作的（de）零件，表麵層的性能尤為重要

化（huà）學熱處理主要有滲碳、滲氮、滲硼、滲硫（liú）、滲鋁、滲鉻（gè）、滲矽、碳氮共（gòng）滲（shèn）、氧氮化、硫氰共滲和碳、氮、硫、氧、硼五元共滲，及碳（氮）化鈦覆蓋（gài）。

三、接觸電阻（zǔ）加熱淬火

接觸電阻加熱淬火的原理是將借助與（yǔ）工件接（jiē）觸的電極（jí）(高導電材料的滾輪)通電後，因低壓電（diàn）流通過電極與工件間（jiān）的（de）接觸（chù）電阻，使工（gōng）件表麵快速加熱接觸電阻而並借助其自身熱傳導實現快速冷卻而淬火的一種工藝。這一（yī）方法的有點事設備簡單，操（cāo）作方便，易於自動化，工件畸變極小 ，不需要回火，能顯著提高工件的（de）耐磨性和（hé）抗擦傷能力，但淬硬層較薄 （0.15-0.35）顯（xiǎn）微組（zǔ）織和硬度均勻性較（jiào）差。這種方法多用於（yú）鑄鐵做（zuò）的機床導軌的表麵淬火（huǒ），應用範圍不廣。

四、電子束熱（rè）處理

電（diàn）子束技術已經有20多年（nián）曆史，廣泛應（yīng）用於金屬焊接和切割等加工工業中。電子束熱處理是利用（yòng）高能量密度的電子束加熱，進行表麵淬（cuì）火的新技術。電子束是由電子槍呢熱陰極（燈絲）發出的電子，通（tōng）過高壓環形陽極加速，並聚（jù）焦成（chéng）束使電子束（shù）流打擊金屬表麵，達（dá）到加熱的效（xiào）果。被處理零（líng）件的加熱深度，是加熱加速電壓和金屬密度的（de）函數，當功率為150kw時，在鐵中的理論加熱深度為（wéi）0.076mm，而在鋁中的則為0.178mm，電子束熱（rè）處理（lǐ）加熱速度快，奧氏體化的時間緊零點二秒甚至（zhì）更短（duǎn），因而工件表麵晶粒很細，硬（yìng）度比一般熱處（chù）理高，並具有良好的力學性能。

五、電解加熱（rè）淬火

電解加熱淬火通過對鋼件表麵的加熱、冷卻而改變表層力學性能的金屬熱處理工藝。表麵（miàn）淬火是表麵熱處理（lǐ）的主要內容，其目的是獲得高硬（yìng）度的表麵層和有力的內應力分布，以提高工件的（de）耐磨性能和抗疲勞性能。電解（jiě）液加熱（rè）表麵淬火是向電解液通入（rù）較高電壓（150-300v）的直（zhí）流電，因（yīn）電離作用而發生導電（diàn）現象（xiàng），於負極放出氫，正極放出氧

氫（qīng）氣圍繞負極周圍形成氣膜（mó），電阻較大，電流通過時產生大量的熱使負極加熱。淬火時，將沒入電解液的工件接負極，液槽接正（zhèng）極（jí）。工件的沒入部分當接（jiē）通電源時便被加熱（5-10s 可達到淬火溫度）。斷（duàn）電（diàn）後在（zài）電解液中冷卻，也可卻出放入另（lìng）設的淬火槽中冷卻。適用於金星表麵淬火用的電解液（yè）很多，其（qí）中以w（碳酸鈉（nà））5%-18%水溶液使（shǐ）用最廣，使用溫度不得超過60℃，否則請期末不穩定，影響加熱效果。

六、激光熱處理

縮寫（xiě）LHT。也稱激光淬火或激光相變硬化，是以高能量激光束快速掃描工件，使被（bèi）照射的金屬或（huò）合金表（biǎo）麵溫度（dù）以極快速度升高到相變點以上，激光束離開被照射部位時，由於熱傳導作用，處於冷態的基體使其迅速冷卻而進行自冷淬火，得到較細小的硬（yìng）化層組織，硬（yìng）度一般高於常規淬火硬度。處理過程中工件變形極小，適用於其他淬火技術不能完成或難以實現的某些工件或工件局部部位的表（biǎo）麵強化。激光熱處理自動化程度較（jiào）高，硬化層（céng）深度和（hé）硬化麵積可控性好。該技術主要用於強（qiáng）化汽（qì）車零部件（jiàn）或工模具的表麵，提高其表麵硬度、耐磨性、耐蝕（shí）性（xìng）以（yǐ）及強度和（hé）高溫性（xìng）能等，如汽車發動機缸孔（kǒng）、曲軸、衝（chōng）壓模具、鑄造型板等的激（jī）光熱處理。激光熱處理工藝流（liú）程為：預處理（lǐ）（表麵清理及預置吸（xī）光塗層）激光淬火（確定硬化模型及淬火工藝參數）- 質量檢測（宏觀及微觀檢測）。

七、真空熱處理

鹽浴（yù）淬火受環（huán）境的限製，已呈夕陽之勢。真空熱（rè）處理是真（zhēn）空技（jì）術與熱處理技術（shù）相結（jié）合的新型熱處理（lǐ）技術，真空熱處理所處的真空環（huán）境指的是低於一個大氣壓的氣氛環境，包括（kuò）低真空、中真空、高真空和超高真空，真空熱處（chù）理實際也屬於氣氛控製熱處理。

真空熱處理技術應用和發展得到進一步的完善（shàn）和推廣，它具有無氧化、無脫碳、淬火後工件表麵清潔光亮、耐（nài）磨性高（gāo）、無汙染、自動化程度高等特（tè）點。工業生產中廣泛采用了真空退火（huǒ）、真空除氣（qì）、真空（kōng）油淬、真空水淬、真空氣淬、真空回（huí）火及真空滲碳等熱處理技術，成為熱處理車間最普及的最主要的技術之一。

八、感（gǎn）應熱處理和離子氮化熱處（chù）理技術

感應熱處理以高效、節能、清潔（jié）、靈活性等又是廣泛應用於（yú）汽車工（gōng）業，工程（chéng）機械 石油化工等（děng）行業，近40%的汽車（chē）零部件可采用感應熱處理，如曲軸、齒輪（lún）、萬向節、半軸等。 采用感應加熱，許（xǔ）多產品加工可建成全自動或半自動生產線，提高產品質量的穩定性，減輕勞動強度，美化工（gōng）作環境。國內發展最快的就是感應加（jiā）熱電源（yuán），老式的電（diàn）子震蕩管已完成了其曆史使（shǐ）命，取而代之的是全晶體管。

采（cǎi）用微機控製晶體管調節（jiē）電源，調節（jiē）穩定方（fāng）便，精度高，對電網諧波的幹擾大大減少（shǎo）。國內發展最快的是感應加（jiā）熱電源。老式的電子振蕩管已完成了其曆（lì）史使命，取而代之（zhī）的是全晶（jīng）體管。采用微機控製晶體管調節電源，調節穩定方（fāng）便，精度高，對電網諧波的幹（gàn）擾大大減少。

九、采用（yòng）新的表麵強化技術和推（tuī）廣（guǎng）氮基氣氛的熱處（chù）理

原有的工具表麵（miàn）處理方法僅限於蒸汽處理、氧氮化等陳舊方（fāng）法，一般隻能（néng）提高供給壽命（mìng）30-50%。自80年代以來，我國先（xiān）後獨立（lì）開發和從（cóng）國外引進了QPQ鹽浴符合處理技術和PVD氧化鈦物理（lǐ）塗層技術。前者可（kě）以穩定提高壽命（mìng）2-3倍，設備簡單，成本低廉，特別適合於普（pǔ）通刀具。氮基氣氛用於保（bǎo）護熱處理和化學熱處理，可以實現無氧化脫碳熱處理，並可以避免熱處理氮脆，氮基氣氛的化學熱處理，可以減少內氧化等缺陷，提高化學熱處理質量。

當然，除了以（yǐ）上幾種熱（rè）處理方式（shì）之外還有可控氣氛熱處理、淬火介質與（yǔ）冷卻技（jì）術、零下處理技術、低壓滲氮技術、物理蒸鍍技術等現代熱處理技術（shù），隨著科技（jì）水平的發展，老的熱處理方式因效率低、汙染環境等原因必然會被升級後的新熱處理技（jì）術所替代（dài），現代熱處理未來（lái）使用前景廣闊。