一种深层高硬度复合表面淬火强化方法技术

本发明专利技术公开了一种金属和合金构件深层高硬度复合表面淬火强化方法，属于表面热处理领域。首先通过感应加热预淬火在零件表面获得深度达到2～20mm、晶粒度达7～10级、硬度值达到45～62HRC的感应淬火硬化层；然后通过机加工使零件达到表面所需装配精度和光洁度要求；最后采用高能束表面相变淬火在零件表面获得深度达到0.1～2.5mm、晶粒度达10～16级、硬度值超过62HRC的高能束淬火硬化层。本发明专利技术获得的复合硬化层由次表层的感应淬火硬化层和表层高能束淬火硬化层两部分组成，能提高金属和合金材料的表面耐磨性和疲劳寿命，满足现代工业对其的苛刻要求。

A deep high hardness composite surface hardening method

The invention discloses a deep and high hardness composite surface quenching strengthening method for metal and alloy components, which belongs to the field of surface heat treatment. First, induction hardening on the surface of the parts is obtained by induction heating. The hardening hardening layer with depth of 2 ~ 20mm, the grain size of 7~10 and the hardness of 45 ~ 62HRC is obtained. Then the assembly precision and the smoothness required for the parts to reach the surface are required by machining. Finally, the surface phase transformation quenching of high energy beam surface is used to obtain the depth of the parts. High energy beam hardening layer with a degree of 0.1 to 2.5mm, a grain size of 10~16, and a hardness exceeding 62HRC. The composite hardened layer obtained by this invention is composed of two parts of the subsurface induction hardening hardening layer and the surface high energy beam hardening layer, which can improve the surface wear resistance and fatigue life of metal and alloy materials, and meet the demanding requirements of modern industry.

【技术实现步骤摘要】
一种深层高硬度复合表面淬火强化方法
本专利技术涉及表面淬火强化处理
，具体地说是涉及适用于金属和合金零部件的深层高硬度复合表面淬火强化处理方法。
技术介绍
随着冶金、重矿、石油、船舶兵器、装载、军工、航空航天及发电站等工业领域朝着大载荷、高精度、高效率和高度自动化的方向发展，对关键核心部件的性能要求也日益苛刻。因此，开发出高耐磨、高装配精度、长使用寿命、优异运行可靠性的金属和合金零件的制造加工方法，既是我国先进制造技术的关键核心环节，又是高新技术蓬勃发展的有力支撑。目前，国内外许多成功的应用实例已经表明，通过表面淬火处理技术来提高材料表面硬度是保证零件尺寸精确度、降低摩擦力矩、提高表面耐磨性、延长疲劳寿命的有效手段。表面淬火强化处理可以将低成本、性能较差的基材表面改性为高硬度、高耐磨的硬化层，从而显著改善整体材料的综合力学性能，并能有效降低成本、提高加工效率。现有的表面强化处理包括感应加热表面淬火(如公开号为CN1176229C、CN101379203、CN103173595B的专利申请)、高能束表面相变淬火(如公开号为CN103614541B、CN106702094A、CN1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深层高硬度复合表面淬火强化方法，其特征在于，首先采用感应加热预淬火对金属和合金构件进行强化预处理，获得2～20mm级深度、7～10级晶粒度、45～62HRC平均硬度值的感应淬火硬化层，然后，采用机加工对构件表面进行局部尺寸和精度校正处理或者在表面尺寸精度满足要求后，不进行局部尺寸和精度校正处理，最后，在金属和合金构件表面进行高能束表面相变淬火，在表层0.1～2.5mm范围内进一步细化组织，制备获得晶粒度10～16级、硬度至62HRC以上的高能束淬火硬化层，以此方式，获得深度大的感应淬火硬化层和硬度高的高能束淬火硬化层组成的复合硬化层，进而提高金属和合金构件整体的耐磨性、尺寸精度和疲劳寿...

【技术特征摘要】
1.一种深层高硬度复合表面淬火强化方法，其特征在于，首先采用感应加热预淬火对金属和合金构件进行强化预处理，获得2～20mm级深度、7～10级晶粒度、45～62HRC平均硬度值的感应淬火硬化层，然后，采用机加工对构件表面进行局部尺寸和精度校正处理或者在表面尺寸精度满足要求后，不进行局部尺寸和精度校正处理，最后，在金属和合金构件表面进行高能束表面相变淬火，在表层0.1～2.5mm范围内进一步细化组织，制备获得晶粒度10～16级、硬度至62HRC以上的高能束淬火硬化层，以此方式，获得深度大的感应淬火硬化层和硬度高的高能束淬火硬化层组成的复合硬化层，进而提高金属和合金构件整体的耐磨性、尺寸精度和疲劳寿命。2.如权利要求1所述的一种深层高硬度复合表面淬火强化方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：S1：将金属和合金构件放入感应加热装置中进行加热，根据所需硬化层深度选择相应的感应淬火工艺参数，使材料表面达到奥氏体化温度以上，保温设定时间后随即喷射或浸泡淬火介质，使金属或合金构件快速冷却，通过控制加热温度、加热时间、加热速率、冷却速率来获得所需深度和硬度值的硬化层，进而在构件表面形成深度达到2～20mm，晶粒度7～10级，平均硬度达到45～62HRC的感应淬火硬化层，S2：判断金属和合金构件是否需要进行机加工，若构件在感应淬火过程中发生较大变形，则按照金属和合金构件表面装配精度和光洁度要求，进行机加工；若感应淬火后构件仍满足装配精度和光洁度要求，无需进行机加工；S3：采用单个或若干个高能束辐射金属和合金构件表面，使各淬火区处温度达到奥氏体化温度以上，同时为保证构件表面精度，其淬火温度始终控制在材料熔点以下，不熔化构件表面，根据实际应用需要调整高能束表面相变淬火过程中的工艺参数，从而控制加热温度、加热时间、加热速率、冷却速率，通过高能束的多次重复辐射的累积热效应来获得相应的高能淬火硬化层深度，最终在构件表面形成晶粒度达10～16级、深度达到0.1～2.5mm，平均硬度超过62HRC的高能束淬火硬化层。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据实际应用需要，能任意调整高能束表面相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽敏，杨晶晶，王邓志，喻寒琛，孟梁，曾晓雁，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42