钢材之耐磨耗性与热处理

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,模具材料选用与热处理,钢材之耐磨耗性与热处理,(五),-,1,-,热处理改善耐磨耗性之三根本要项,1.竭力减少磨擦面之残留应力,2.硬度为改善耐磨耗性之重要因素,3.磨擦面之非金属被覆膜能提高耐磨耗性,-,2,-,-,2,-,热处理改善耐磨耗性之三根本要项,1.竭力减少磨擦面之残留应力,外表有压缩残留应力将有助于改善材料之疲劳强度，但对磨耗而言，实验证实：磨耗率有随应力绝对值之增加而增加之趋势。,摩擦面所生成之残留应力，不管为压缩或拉伸应力，对于耐磨耗性之改善均为负面作用。为提高磨耗抵抗，应尽量减少残留应力。,-,3,-,-,3,-,2.硬度为改善耐磨耗性之重要因素,热处理改善耐磨耗性之三根本要项,摩擦面之硬化为改善耐摩耗性之有效方法。,1.以淬火回火等热处理方式提高摩擦面硬度者，其硬度值愈高耐磨耗性愈佳。,2.对于加工硬化使摩擦面硬化者，提高硬度值并不一定会改善耐磨耗性。,-原因可能导自于加工残留应力之存在,-,4,-,-,4,-,3.磨擦面之非金属被覆膜能提高耐磨耗性,热处理改善耐磨耗性之三根本要项,金属与金属之摩擦面，正常状态下，磨耗损失起因于黏着(,adhesion),现象。尤其发生热磨耗时更为显着，两金属间产生金属转移现象及磨耗损失大之特徵。,在金属摩擦面形成非金属性之外表层，抑制黏着现象，可以有效改善其耐磨耗性。,-,5,-,-,5,-,为改善钢铁材料之耐磨耗性而施行之外表处理方法，可分为：,提高耐磨耗性之方法,1.摩擦面表层,硬化法,2.摩擦面生成,非金属物性,表层,A.,摩擦面产生麻田散铁组织硬化层之处理法,渗碳、渗碳渗氮、高周波淬火、火焰淬火等。,B.,摩擦面产生非金属物性硬化层之处理法,氮化、硼化、碳化物扩散渗透处理、化学蒸着被覆法(,CVD)、,物理蒸着被覆法(,PVD),等。,C.,摩擦面产生非金属物性表层之处理法,软氮化、渗硫、渗硫氮化、氧氮化、过热水蒸气氧化处理等。,-,6,-,-,6,-,以淬火硬化提高耐磨耗性,渗碳、渗碳渗氮宜选用低淬火温度,以硬化为目的而渗碳或渗碳渗氮处理之钢材，应尽可能用低淬火温度，控制残留沃斯田铁之生成至最低限。,淬火后，假设施行深冷处理，那么须充分回火处理。,高周波淬火亦有最适回火温度,高周波淬火后之硬化表层有甚大之压缩应力残存，应施以低温回火消除之，以改善耐磨耗性。,将高周波淬火后摩擦面硬度之降低，控制至最小限度，并以回火处理尽量消除残留应力，才能有效改善耐磨耗性。,-,7,-,以非金属硬化层提高耐磨耗性,硼化处理之,Fe2B,单相有优异之耐磨耗性,具有,Fe-Fe2B,共晶组织摩擦面之钢，较,Fe2B,单相者硬度值虽较低，但在低速摩擦条件下，容易发生氧化磨耗，可以减低损耗，得优异之耐摩耗性。,硼化处理钢之表层硬度具有较渗碳处理或氮化处理钢为高之特徵。,硼化处理所得之硼化层，一般多由最表层之,FeB(,硬度约为,Hv2000),及其下层之,Fe2B(,硬度约为,Hv1600),之二相所组成。,低速摩擦条件下，Fe2B较FeB易氧化，因而减轻磨耗损失，表现较佳之磨耗抵抗；反之，高速摩擦条件下，那么FeB较Fe2B 为优。,-,8,-,以非金属硬化层提高耐磨耗性,碳化物被覆处理与耐磨耗性,碳化物之种类与硬度,-,9,-,以非金属硬化层提高耐磨耗性,碳化物被覆处理与耐磨耗性,碳化物被覆層之硬度比較,0,500,1000,2000,3000,4000,硬 度(,Hv,50g),氮化層,鍍 鉻,TiC,VC,NbC,Cr,Mn,FeB,Fe,2,B,被覆,硼化層,被覆,被覆,碳化物,被覆,碳化物,被覆,硼化層,淬火材,-,10,-,1.氧氮化处理(Oxynitriding)所生成之外表化合物层(氧氮化层与氮化层)，可抑制金属表层之黏着与熔化。,2.氧氮化渗碳处理(,Oxynitrocarburing),3.渗硫与渗硫氮化处理可以防止摩擦过程中产生之黏着与烧焦现象，改善耐磨性。,A.,电解渗硫处理于渗碳硬化后较有效。,B.,渗硫氮化处理可耐苛酷摩擦条件。,4.氧化处理可在外表生成致密且与基地密着性良好的Fe3O4被膜。,以非金属被覆层提高耐磨耗性,碳化物被覆处理与耐磨耗性,-,11,-,以非金属被覆层提高耐磨耗性,钢(0.40%C)施行各种外表热处理之摩擦磨耗特性,-,12,-,-,12,-,钢材之热处理与耐磨耗性,1.为减低或消除摩擦面之残留应力：,施行低温退火或回火处理,2.以硬化为目的之热处理。,3.为抑制黏着或烧焦之磨耗损失：,施行形成非金属物性表层之外表热处理,-,13,-,