复合热处理技术与典型实例

　　《复合热处理技术与典型实例》技术先进、实例众多，市场无同类图书。

　　热处理是机械工业中的一项十分重要的基础工艺，而复合热处理技术是一种先进而且实用的热处理技术。本书在简述复合热处理技术的基本涵义的基础上，重点分析了常用的复合热处理工艺方法的特点与典型应用。

　　《复合热处理技术与典型实例》的编写力求通俗易懂、理论联系实际、图文并茂、深入浅出、简明实用，以满足广大机械工业生产一线的科技工作者、技术工人和管理人员的迫切需要，同时也可供机械、金属材料类专业院校的师生参考。

　　齐宝森，山东大学（已经退休），教授，主要从事机械工程材料、材料科学基础、表面工程课程以及新型材料选修课程的教学工作，科研方面主要从事金属材料的表面工程及化学热处理。

　　曾经出版过热处理书籍多部。

1复合热处理概述1

1.1“复合热处理”的概念1

1.1.1“热处理”与“复合热处理”技术的涵义1

1.1.2复合热处理技术的特点2

1.2复合热处理的分类、主要内容及发展前景3

1.2.1复合热处理的分类方法3

1.2.2复合热处理技术主要内容4

1.2.3复合热处理技术的发展前景4

2整体热处理与化学热处理的复合热处理技术及典型实例6

2.1化学热处理+整体淬火的复合热处理技术及应用6

2.1.1渗氮+整体淬火的复合热处理工艺6

2.1.2氮碳共渗（软氮化）+整体淬火的复合热处理工艺及应用7

［实例2.1］变速箱齿轮轴的“氮碳共渗+淬、回火”复合热处理工艺应用8

2.1.3渗氮+回火或者时效的复合热处理工艺11

2.1.4渗碳（碳氮共渗）与整体热处理的复合热处理工艺及应用12

［实例2.2］20CrMnMo重载齿轮的渗碳+等温淬回火复合热处理工艺12

［实例2.3］汽车转向节热锻模的碳氮共渗强韧化复合热处理工艺16

2.2整体热处理+化学热处理的复合热处理技术及应用20

2.2.1调质+渗氮的复合热处理工艺21

2.2.2调质+硫氮共渗的复合热处理工艺21

2.2.3分级淬火+氮碳共渗（软氮化）的复合热处理工艺21

2.2.4整体淬火+氧氮化处理的复合热处理工艺21

2.2.5整体淬火+低温多元共渗的复合热处理工艺22

2.2.6典型实例分析22

［实例2.4］冷作模具钢亚温淬火+氮碳共渗的复合热处理工艺及其应用22

［实例2.5］压铸模用4Cr5MoSiV1钢的复合热处理强化工艺研究25

3高能束表面热处理与化学热处理的复合热处理技术及典型实例31

3.1高能束表面热处理强化的概念31

3.2高能束相变硬化与化学热处理的复合热处理技术及应用32

3.2.1激光相变硬化（激光淬火）与化学热处理的复合热处理工艺32

［实例3.1］4Cr13不锈钢的激光淬火与渗氮复合热处理工艺方式的比较34

［实例3.2］42MnCr52钢大功率柴油机缸套内壁激光淬火+离子渗硫热复合热处理工艺的组织与抗高温磨损性能37

3.2.2电子束淬火与化学热处理的复合热处理技术及应用43

3.3高能束表面熔覆与化学热处理的复合热处理技术及应用44

［实例3.3］45钢的激光熔覆+活化屏等离子体复合热处理工艺45

3.4激光表面熔凝与化学热处理的复合热处理技术及应用46

3.4.1渗硼与激光重熔的复合热处理及应用46

［实例3.4］20钢和5CrNiMo钢渗硼+激光重熔复合渗层的性能改善47

3.4.2稀土扩渗与激光熔凝的复合热处理技术54

3.4.3渗碳或碳氮共渗与激光熔凝（重熔）的复合热处理及应用54

［实例3.5］45钢碳氮共渗+激光重熔复合热处理工艺的组织与性能54

3.5激光表面合金化与化学热处理的复合热处理技术及应用58

3.5.1镀层+激光合金化的复合热处理技术59

3.5.2预渗涂层+激光合金化的复合热处理技术及应用60

［实例3.6］40Cr钢制螺杆表面激光合金化工艺的组织、性能与应用60

3.6激光冲击硬化与化学热处理的复合热处理技术及应用63

［实例3.7］1Cr11Ni2W2MoV钢激光冲击强化+渗铝复合热处理工艺与性能研究64

3.7离子束表面强化与化学热处理的复合热处理技术及应用68

3.7.1离子注入与化学热处理的复合热处理技术及应用68

［实例3.8］Cr12MoV模具钢渗硼+离子注入复合热处理工艺的组织与性能68

3.7.2离子镀与化学热处理的复合热处理技术及应用70

［实例3.9］W6Mo5Cr4V2螺纹冲头的液体渗氮+离子镀

复合热处理工艺研究70

4表面（热）处理与化学热处理的复合热处理技术及典型实例75

4.1表面淬火与化学热处理的复合热处理技术及应用75

4.1.1渗碳（碳氮共渗）与高频感应淬火的复合热处理工艺及应用75

［实例4.1］花键齿轮轴差值渗碳与“渗碳+感应淬火”复合热处理的比较75

［实例4.2］塔形薄壁双联齿轮的“渗碳+感应淬火”复合热处理工艺80

4.1.2（离子）渗氮（氮碳共渗）与高频感应淬火的复合热处理工艺84

4.1.3高频感应淬火与低温渗硫的复合热处理工艺85

4.1.4低温多元共渗与高频感应淬火的复合热处理工艺及应用86

［实例4.3］20钢低温多元共渗与高频感应淬火复合热处理工艺的研究86

4.2表面（电）化学处理与化学热处理的复合热处理技术及应用87

4.2.1氧化处理与化学热处理的复合热处理工艺及应用87

［实例4.4］20CrMo齿轮预氧化+渗碳复合热处理工艺的研究89

4.2.2离子氮碳共渗与离子氧化复合热处理工艺91

4.2.3硫氮共渗与蒸汽处理的复合热处理工艺92

4.2.4渗氮+磷化的复合热处理强化工艺93

4.2.5电化学镀覆与化学热处理的复合热处理工艺及应用93

［实例4.5］38CrMoAl钢表面的电刷镀+氮碳共渗的复合热处理工艺及应用98

4.3QPQ复合热处理技术及应用99

4.3.1QPQ复合热处理工艺及其特点100

4.3.2QPQ复合热处理技术的基本原理与渗层组织特征101

4.3.3QPQ复合热处理钢件的性能与应用102

4.3.4深层QPQ复合热处理工艺及应用104

4.3.5超深层QPQ复合热处理技术的开发106

4.3.6QPQ复合热处理技术应用的典型实例分析106

［实例4.6］汽车常用零件SUM24和SUH38的QPQ复合热处理技术106

［实例4.7］N80油田钢管经QPQ复合热处理后的抗腐蚀性能109

［实例4.8］W6Mo5Cr4V2高速钢刀具的深冷与QPQ复

合热处理工艺的研究114

5复合化学热处理技术及典型实例118

5.1渗金属与渗氮复合渗技术及应用118

5.1.1渗钛+离子渗氮的复合化学热处理强化118

5.1.2渗铬+渗氮的复合化学热处理（铬氮复合渗）工艺119

［实例5.1］低温渗铬+渗氮的复合渗工艺的实验研究119

5.2化学热处理强化与低温渗硫的复合渗技术及应用122

5.2.1渗碳+低温（电解）渗硫的复合渗工艺122

5.2.2渗氮或碳氮共渗+低温（电解）渗硫的复合渗工艺123

5.2.3典型的应用实例分析124

［实例5.2］钢结硬质合金冷作模具硼硫复合渗强化工艺124

5.3渗碳（碳氮共渗）与渗金属的复合化学热处理技术及应用128

5.3.1渗碳+渗铌复合化学热处理强化128

［实例5.3］40CrNiMo钢碳铌复合化学热处理强化及应用128

5.3.2碳（或碳氮共渗）硼复合渗表面强化工艺131

［实例5.4］16Mn灰砂砖模板碳氮共渗+渗硼复合渗的组织与性能132

5.3.3渗碳+碳化物涂覆复合热处理工艺及应用135

5.4金属复合渗技术及应用135

5.5多元渗硼复合热处理技术及应用136

5.6渗碳与渗氮（碳氮共渗）的复合渗技术及应用136

5.6.1氮碳共渗+渗碳的复合渗工艺136

5.6.2渗碳+碳氮共渗（氰化）的复合渗工艺136

5.6.3离子渗碳+离子渗氮复合渗技术138

5.7气相沉积与化学热处理的复合渗技术及应用139

5.7.1气相沉积与化学热处理工艺特点剖析139

5.7.2物理气相沉积与离子渗氮的复合热处理工艺及应用140

［实例5.5］W18Cr4V高速钢表面PN+PVD复合热处理工艺的研究140

5.7.3等离子体化学气相沉积与离子渗氮的复合热处理工艺及应用143

5.8表面复合离子化学热处理技术及应用143

5.8.1离子注入与气相沉积的复合化学热处理工艺143

5.8.2多层硬质复合膜和纳米多层膜143

6形变与热处理的复合热处理技术及典型实例145

6.1形变过程对于扩散作用的影响145

6.2化学热处理与形变强化的复合热处理技术及应用145

6.2.1化学热处理＋冷或高温形变的复合热处理技术及应用145

［实例6.1］18Cr2Ni4WA钢渗碳+喷丸强化复合热处理工艺对性能的影响149

6.2.2形变强化+化学热处理的复合热处理技术及应用152

［实例6.2］4Cr5MoSiV1钢强力喷丸+离子渗氮复合热处理工艺研究152

6.3热处理与表面形变的复合热处理强化技术及应用155

6.3.1整体热处理+表面形变强化的复合热处理工艺155

6.3.2复合热处理+表面形变处理的复合热处理工艺155

6.3.3热处理+表面形变的复合热处理强化技术典型实例分析155

［实例6.3］高锰钢ZGMn13的淬火时效+形变的复合热处理强化研究155

［实例6.4］20CrMnMo钢亚温淬火+形变的复合热处理强化研究158

6.3.4形变热处理强化工艺及应用162

［实例6.5］形变热处理对铁素体耐热钢T91组织和性能的影响165

6.3.5锻造余热节能热处理强化技术171

［实例6.6］节能降耗的后桥从动锥齿轮锻造余热退火172

［实例6.7］渗碳齿轮毛坯锻造余热等温正火热处理工艺175

［实例6.8］桑塔纳轿车变速箱齿轮的锻造余热等温正火178

［实例6.9］SAE8620RH大中型齿轮锻件锻造余热正火热处理工艺180

6.4钢件晶粒多边化处理+化学热处理的复合热处理技术183

7钢表面自纳米化与热处理的复合热处理技术及典型实例184

7.1钢铁材料表面的自纳米化184

7.1.1钢材表面自纳米化的含义184

7.1.2钢材表面自纳米化方法及原理184

7.1.3钢材表面自纳米化结构特征及其对性能的影响185

7.2钢表面自纳米化+化学热处理的复合热处理技术及应用186

7.2.1表面纳米化能大幅度降低化学热处理的温度和时间187

7.2.2在低于常规化学热处理温度下,温度越低,表面纳米化与粗晶处理结果的差别越明显188

7.2.3在相同条件下,外界原子渗入到表面纳米结构的浓度和基体的深度一般高于粗晶,且浓度变化更加平缓188

7.2.4经低温化学热处理后,表面纳米化样品的表面性能明显优于粗晶样品,强化层的厚度大于粗晶样品,且性能的变化更加平缓188

［实例7.1］35钢表面增压喷丸纳米化+气体氮碳共渗的复合热处理工艺研究189

［实例7.2］AISIH13热作模具钢表面纳米化+渗铬复合热处理的组织与性能研究192

参考文献199