在CNC數(shù)控加工的各式工藝中，熱處理算是大眾耳熟能詳?shù)囊环N加工方式，那你知道熱處理有哪幾種方式嗎？

在知道熱處理的幾種方式之前，小編先向您介紹熱處理的總定義是什么？ 熱處理是指材料在固態(tài)的情況下，通過加熱?保溫?冷卻等手段，以期獲得預(yù)期的組織或性能的一種金屬熱加工工藝。

熱處理方式根據(jù)加熱、冷卻方式、組織、性能變化等的不同，可以分為普通熱處理、表面熱處理以及化學(xué)熱處理。

• 普通熱處理方式包含：退火、正火、淬火和回火等
• 表面熱處理方式包含：感應(yīng)淬火、火焰淬火、點接觸淬火等
• 化學(xué)熱處理方式包含：滲碳、滲氮、碳氮共滲等

這幾種熱處理方式有哪些區(qū)別呢？

一、各自定義不同

表面熱處理和普通熱處理都是通過加熱&冷卻來改變材料的組織和性質(zhì)的方法。但是表面熱處理是僅對材料表面進(jìn)行處理，不改變材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分。普通熱處理則是對整個材料進(jìn)行處理，包含表面和內(nèi)部，是一種能夠改變材料內(nèi)部組織和化學(xué)成分的方法。

二、使用范圍不一樣

表面熱處理針對僅需要改變材料表面性質(zhì)但不需要改變其內(nèi)部性質(zhì)，比如表面硬化、表面增韌等； 普通熱處理則需要改變整個材料內(nèi)部的性質(zhì)。比如硬度、認(rèn)讀、耐磨性等材料內(nèi)部性質(zhì)。

三、優(yōu)缺點不同

表面熱處理可以針對特定部位進(jìn)行處理，不會影響材料的基本組織和性質(zhì)，也不會導(dǎo)致材料的變形和脆化，其處理效果會收到材料結(jié)構(gòu)、厚度的限制。普通熱處理則能夠改變材料整體性質(zhì)、處理效果較為穩(wěn)定，但是較容易發(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式大致分類，接下來小編將為您介紹這些大類目下屬分支的各個具體處理方式。

一、表面淬火

表面淬火是使鋼鐵工件的表面得到淬火的一種表面熱處理工藝。目的是提高工件表面的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度。常用于軸類、齒輪類等零件。

對于鋼鐵材料而言，表面淬火是指用特殊的加熱方式將鋼表面快速加熱到Ac3亞共析鋼（注：是亞共析鋼的奧氏體化的臨界溫度，只有超過該溫度才能夠完全形成奧氏體）或Ac1過共析鋼（是共析鋼的奧氏體化的臨界溫度，只有超過該溫度才能夠完全形成奧氏體。這個溫度是727度，對于不同的鋼具有不同的數(shù)值）以上。隨后快速冷卻，使鋼鐵表層發(fā)生馬氏體相變，生成硬化層。

根據(jù)加熱方法不同，表面淬火可分為感應(yīng)加熱（高頻、中頻、工頻）表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、電解液加熱表面淬火、激光加熱表面淬火、電子蘇表面淬火。工業(yè)上應(yīng)用最多的為感應(yīng)加熱和火焰加熱表面淬火

其中：工頻表面熱處理。是指工業(yè)頻率的交流電，其特點是頻率低，不需要變頻設(shè)備，所以整個設(shè)備相對簡單。適用于大功率熔煉設(shè)備，大型零件表面感應(yīng)加熱淬火，大中型零件或毛坯感應(yīng)穿線加熱；

中頻表面熱處理。一般指500-10000赫茲的變頻設(shè)備，通過變頻設(shè)備將50赫茲的工頻交流電轉(zhuǎn)換為上述頻率范尉。由于可控硅變頻裝置的出現(xiàn)，低于500或高于1萬的中頻設(shè)備已投入使用。主要用于中等容量以下的金屬熔煉，鍛造毛坯的感應(yīng)逢熱，機(jī)械零件表面淬火或透熱淬火。

高頻表面熱處理。一般指100-500千赫范圍，不久前10千赫至100千赫之上仍屬空白頻帶，超音頻設(shè)備研制成功，已填充該頻帶，主要是為解決中模數(shù)齒輪、曲輪等滑輪廓淬火的需要而研究成功。高頻帶主要用于少量試驗研究熔煉和少量精密鑄件生產(chǎn)，1-2毫米淬硬層淺表面艇化淬火。

二、化學(xué)熱處理

化學(xué)熱處理是主要利用化學(xué)反應(yīng)，偶爾會兼用物理方法，改變鋼件表層化學(xué)成分及組織結(jié)構(gòu)的金屬熱處理工藝，以便得到比均質(zhì)材料更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)過化學(xué)熱處理后的鋼件，實質(zhì)上可以認(rèn)定為是一種特殊復(fù)合材料，主要目的是提高零件耐磨性、疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕性與抗高溫氧化性。

由于機(jī)械零件的失效和破壞大多數(shù)都萌發(fā)在表面層，特別在可能引起磨損、疲勞、金屬腐蝕、氧化等條件下工作的零件，表面層的性能尤為重要

化學(xué)熱處理主要有滲碳、滲氮、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鉻、滲硅、碳氮共滲、氧氮化、硫氰共滲和碳、氮、硫、氧、硼五元共滲，及碳（氮）化鈦覆蓋。

三、接觸電阻加熱淬火

接觸電阻加熱淬火的原理是將借助與工件接觸的電極(高導(dǎo)電材料的滾輪)通電后，因低壓電流通過電極與工件間的接觸電阻，使工件表面快速加熱接觸電阻而并借助其自身熱傳導(dǎo)實現(xiàn)快速冷卻而淬火的一種工藝。這一方法的有點事設(shè)備簡單，操作方便，易于自動化，工件畸變極小 ，不需要回火，能顯著提高工件的耐磨性和抗擦傷能力，但淬硬層較薄 （0.15-0.35）顯微組織和硬度均勻性較差。這種方法多用于鑄鐵做的機(jī)床導(dǎo)軌的表面淬火，應(yīng)用范圍不廣。

四、電子束熱處理

電子束技術(shù)已經(jīng)有20多年歷史，廣泛應(yīng)用于金屬焊接和切割等加工工業(yè)中。電子束熱處理是利用高能量密度的電子束加熱，進(jìn)行表面淬火的新技術(shù)。電子束是由電子槍呢?zé)彡帢O（燈絲）發(fā)出的電子，通過高壓環(huán)形陽極加速，并聚焦成束使電子束流打擊金屬表面，達(dá)到加熱的效果。被處理零件的加熱深度，是加熱加速電壓和金屬密度的函數(shù)，當(dāng)功率為150kw時，在鐵中的理論加熱深度為0.076mm，而在鋁中的則為0.178mm，電子束熱處理加熱速度快，奧氏體化的時間緊零點二秒甚至更短，因而工件表面晶粒很細(xì)，硬度比一般熱處理高，并具有良好的力學(xué)性能。

五、電解加熱淬火

電解加熱淬火通過對鋼件表面的加熱、冷卻而改變表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。表面淬火是表面熱處理的主要內(nèi)容，其目的是獲得高硬度的表面層和有力的內(nèi)應(yīng)力分布，以提高工件的耐磨性能和抗疲勞性能。電解液加熱表面淬火是向電解液通入較高電壓（150-300v）的直流電，因電離作用而發(fā)生導(dǎo)電現(xiàn)象，于負(fù)極放出氫，正極放出氧

氫氣圍繞負(fù)極周圍形成氣膜，電阻較大，電流通過時產(chǎn)生大量的熱使負(fù)極加熱。淬火時，將沒入電解液的工件接負(fù)極，液槽接正極。工件的沒入部分當(dāng)接通電源時便被加熱（5-10s 可達(dá)到淬火溫度）。斷電后在電解液中冷卻，也可卻出放入另設(shè)的淬火槽中冷卻。適用于金星表面淬火用的電解液很多，其中以w（碳酸鈉）5%-18%水溶液使用最廣，使用溫度不得超過60℃，否則請期末不穩(wěn)定，影響加熱效果。

六、激光熱處理

縮寫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，使被照射的金屬或合金表面溫度以極快速度升高到相變點以上，激光束離開被照射部位時，由于熱傳導(dǎo)作用，處于冷態(tài)的基體使其迅速冷卻而進(jìn)行自冷淬火，得到較細(xì)小的硬化層組織，硬度一般高于常規(guī)淬火硬度。處理過程中工件變形極小，適用于其他淬火技術(shù)不能完成或難以實現(xiàn)的某些工件或工件局部部位的表面強(qiáng)化。激光熱處理自動化程度較高，硬化層深度和硬化面積可控性好。該技術(shù)主要用于強(qiáng)化汽車零部件或工模具的表面，提高其表面硬度、耐磨性、耐蝕性以及強(qiáng)度和高溫性能等，如汽車發(fā)動機(jī)缸孔、曲軸、沖壓模具、鑄造型板等的激光熱處理。激光熱處理工藝流程為：預(yù)處理（表面清理及預(yù)置吸光涂層）激光淬火（確定硬化模型及淬火工藝參數(shù)）- 質(zhì)量檢測（宏觀及微觀檢測）。

七、真空熱處理

鹽浴淬火受環(huán)境的限制，已呈夕陽之勢。真空熱處理是真空技術(shù)與熱處理技術(shù)相結(jié)合的新型熱處理技術(shù)，真空熱處理所處的真空環(huán)境指的是低于一個大氣壓的氣氛環(huán)境，包括低真空、中真空、高真空和超高真空，真空熱處理實際也屬于氣氛控制熱處理。

真空熱處理技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展得到進(jìn)一步的完善和推廣，它具有無氧化、無脫碳、淬火后工件表面清潔光亮、耐磨性高、無污染、自動化程度高等特點。工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用了真空退火、真空除氣、真空油淬、真空水淬、真空氣淬、真空回火及真空滲碳等熱處理技術(shù)，成為熱處理車間最普及的最主要的技術(shù)之一。

八、感應(yīng)熱處理和離子氮化熱處理技術(shù)

感應(yīng)熱處理以高效、節(jié)能、清潔、靈活性等又是廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)，工程機(jī)械 石油化工等行業(yè)，近40%的汽車零部件可采用感應(yīng)熱處理，如曲軸、齒輪、萬向節(jié)、半軸等。 采用感應(yīng)加熱，許多產(chǎn)品加工可建成全自動或半自動生產(chǎn)線，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，減輕勞動強(qiáng)度，美化工作環(huán)境。國內(nèi)發(fā)展最快的就是感應(yīng)加熱電源，老式的電子震蕩管已完成了其歷史使命，取而代之的是全晶體管。

采用微機(jī)控制晶體管調(diào)節(jié)電源，調(diào)節(jié)穩(wěn)定方便，精度高，對電網(wǎng)諧波的干擾大大減少。國內(nèi)發(fā)展最快的是感應(yīng)加熱電源。老式的電子振蕩管已完成了其歷史使命，取而代之的是全晶體管。采用微機(jī)控制晶體管調(diào)節(jié)電源，調(diào)節(jié)穩(wěn)定方便，精度高，對電網(wǎng)諧波的干擾大大減少。

九、采用新的表面強(qiáng)化技術(shù)和推廣氮基氣氛的熱處理

原有的工具表面處理方法僅限于蒸汽處理、氧氮化等陳舊方法，一般只能提高供給壽命30-50%。自80年代以來，我國先后獨立開發(fā)和從國外引進(jìn)了QPQ鹽浴符合處理技術(shù)和PVD氧化鈦物理涂層技術(shù)。前者可以穩(wěn)定提高壽命2-3倍，設(shè)備簡單，成本低廉，特別適合于普通刀具。氮基氣氛用于保護(hù)熱處理和化學(xué)熱處理，可以實現(xiàn)無氧化脫碳熱處理，并可以避免熱處理氮脆，氮基氣氛的化學(xué)熱處理，可以減少內(nèi)氧化等缺陷，提高化學(xué)熱處理質(zhì)量。

當(dāng)然，除了以上幾種熱處理方式之外還有可控氣氛熱處理、淬火介質(zhì)與冷卻技術(shù)、零下處理技術(shù)、低壓滲氮技術(shù)、物理蒸鍍技術(shù)等現(xiàn)代熱處理技術(shù)，隨著科技水平的發(fā)展，老的熱處理方式因效率低、污染環(huán)境等原因必然會被升級后的新熱處理技術(shù)所替代，現(xiàn)代熱處理未來使用前景廣闊。