通過對工件表層的加熱、冷卻、改變表層組織結(jié)構(gòu)，獲得所需性能的金屬熱處理工藝。鋼件的表面熱處理，可獲得表面高硬度的馬氏體組織，而保留內(nèi)部的韌性和塑性，提高工件的綜合機(jī)械性能。如對一些軸類、齒輪和承受變向負(fù)荷的零件，可通過表面熱處理，使表面具有較高的抗磨損能力，使工件整體的抗疲勞能力大大提高。表面熱處理最主要的內(nèi)容是鋼鐵的表面淬火，可分為火焰表面淬火和感應(yīng)加熱表面淬火。
分類及加熱原理
表面淬火
通過不同的熱源對工件進(jìn)行快速加熱，當(dāng)零件表層溫度達(dá)到臨界點(diǎn)以上（此時工件心部溫度處于臨界點(diǎn)以下）時迅速予以冷卻，這樣工件表層得到了淬硬組織而心部仍保持原來的組織。為了達(dá)到只加熱工件表層的目的，要求所用熱源具有較高的能量密度。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、電子束表面淬火等。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。
化學(xué)熱處理
將工件置于含有活性元素的介質(zhì)中加熱和保溫，使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層或形成某種化合物的覆蓋層，以改變表層的組織和化學(xué)成分，從而使零件的表面具有特殊的機(jī)械或物理化學(xué)性能。通常在進(jìn)行化學(xué)滲的前后均需采用其他合適的熱處理，以便最大限度地發(fā)揮滲層的潛力，并達(dá)到工件心部與表層在組織結(jié)構(gòu)、性能等的最佳配合。根據(jù)滲入元素的不同 ，化學(xué)熱處理可分為滲碳 、滲氮、滲硼、滲硅、滲硫、滲鋁、滲鉻、滲鋅、碳氮共滲、鋁鉻共滲等。
接觸電阻加熱淬火
通過電極將小于 5伏的電壓加到工件上，在電極與工件接觸處流過很大的電流，并產(chǎn)生大量的電阻熱，使工件表面加熱到淬火溫度，然后把電極移去，熱量即傳入工件內(nèi)部而表面迅速冷卻，即達(dá)到淬火目的。當(dāng)處理長工件時，電極不斷向前移動，留在后面的部分不斷淬硬。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是設(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?。?.15～0.35毫米）。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。
電解加熱淬火
將工件置于酸、堿或鹽類水溶液的電解液中，工件接陰極，電解槽接陽極。接通直流電后電解液被電解，在陽極上放出氧，在工件上放出氫。氫圍繞工件形成氣膜，成為一電阻體而產(chǎn)生熱量，將工件表面迅速加熱到淬火溫度，然后斷電，氣膜立即消失，電解液即成為淬冷介質(zhì)，使工件表面迅速冷卻而淬硬。常用的電解液為含 5～18%碳酸鈉的水溶液。電解加熱方法簡單，處理時間短，加熱時間僅需5～10秒，生產(chǎn)率高，淬冷畸變小，適于小零件的大批量生產(chǎn)，已用于發(fā)動機(jī)排氣閥桿端部的表面淬火。
