9.1.3汽车零件的表面改性、形变热处理与复合热处理技术

1.表面改性技术

表面改性技术（surface modified technique)是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括三类:化学热处理（渗氮、渗碳、碳氮共渗、氮碳共渗、渗金属等)；表面涂层（低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等薄膜镀层)和非金属涂层（物理气相沉积、化学气相沉积等)技术；表面相变热处理等。这些用以强化零件或材料表面的技术赋予零件耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件，提高了可靠性，延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。

汽车零件除了进行常规的热处理外，通过表面改性技术（化学热处理、表面相变热处理和表面覆层技术等)可改变零件的表面性能，它已经成为对零件的使用寿命有重要影响的工艺，使零件的表面和内部形成了不同的组织状态，因此从某种意义上讲是获得了复合材料，它赋予了材料特有的力学性能，在耐磨性方面可以代替成本高的高碳钢、不锈钢以及其他材料，在耐蚀性方面胜过发蓝、磷化、镀锌以及镀铬等表面处理技术。(https://www.daowen.com)

2.形变热处理技术

形变热处理是指对金属材料进行的形变强化与热处理相变强化有效结合的工艺方法。对金属材料在马氏体点以上的温度进行压力加工（锻、轧等塑性变形)后，立即利用余热进行零件的淬火（不用再次加热)，以达到形变强化与相变强化的双重强化效果，即达到成形与改善显微组织的双重目的，得到比单一强化更高的力学性能，是一种新型的热处理工艺。综合起来可分为高温形变热处理、中温（亚温)形变热处理与低温形变热处理及形变化学热处理，这种方法既能获得一般加工方法达不到的高强韧性的良好组合，也可简化材料或工件的生产工艺过程，其优点为节省工序、减少能源消耗、节省钢材、充分发挥金属材料的潜力、减少氧化损失及脱碳、翘曲等热处理缺陷等，因此提高了零件的产品性能与质量。

高温形变淬火后，应根据零件的性能与要求进行回火，高强度零件进行低温（100～200℃)回火即可，要求塑性好或特殊条件下（低温或高温)工作的工件进行高温回火。

中温（亚温)形变淬火可大大改善钢的冷脆性能，即降低冷脆转变温度，用作在严寒地区工作的结构件以及冷冻设备上的零件的热处理。低温形变淬火获得马氏体组织。形变热处理工艺不仅可用于碳素结构钢、合金结构钢，还可用于工具钢、不锈钢、耐热钢、高温合金等，以及以铝、镁、钛、铜等为基的非铁金属合金。形变热处理主要用于形状简单、截面变化和加工余量不大的零件。

3.复合热处理技术

近年来为了节约能源，使零件获得更好的力学性能，国内外开始把各种强韧化热处理、表面合金化、表面淬火、表面功能性覆层、形变强化等工艺进行了多种类型的组织和复合，使汽车零部件的性能有了很大的提高，并把它开辟为新的热处理技术领域。复合热处理是将两种或更多的热处理工艺复合，或是将热处理与其他加工工艺复合，使各工艺间互相弥补增强，以更大程度地挖掘材料潜力，使零件获得单一工艺所无法达到的优良性能。从而使零件的性能有了很大提高，因此，复合热处理技术具有十分广阔的应用前景。

复合热处理工艺选用应遵循的原则为:功能继承原则，无论是心部强韧化还是表面强化，对于两种整体强化或两种表面处理工艺的复合，应当注意加热规范与冷却规范的合理性，考虑它们之间的相互作用和对钢的组织性能的影响，确实做到工艺或功能的互补加强；优质经济原则，从经济性与合理性出发考虑复合热处理工艺，通过工艺复合可具备多种功能，或提高工件的性能、大幅度提高寿命等，而不会增大工件的变形与开裂倾向，其消耗的资金应少于适当改善工件性能和提高寿命而节约的资金，在经济上是合理的才符合要求。