硬化加工,也称为加工硬化,是金属材料在塑性变形过程中,随着冷变形程度的增加,其强度和硬度指标得以提升,但塑性、韧性会有所降低的一种现象。这种现象也被称为冷作硬化,是金属材料在再结晶温度以下发生塑性变形时的特有表现。
硬化加工的产生源于金属在塑性变形时,其内部的晶粒发生滑移,形成位错的缠结,导致晶粒拉长、破碎和纤维化,进而在金属内部产生残余应力。这种加工硬化的程度,可以通过比较加工后与加工前表面层的显微硬度比值,以及硬化层的深度来衡量。
在纳米材料中,加工硬化现象同样存在,其硬化行为与位错运动密切相关。值得注意的是,加工硬化虽然能提高金属的强度和硬度,使其耐磨性增强,但也给金属的进一步加工带来了困难。例如,在冷轧钢板的过程中,材料会因为加工硬化而变得越来越硬,导致难以继续加工。因此,在实际应用中,常常需要在加工过程中安排中间退火步骤,通过加热来消除加工硬化,以便继续后续的加工过程。
总的来说,硬化加工是一种重要的金属强化方法,对于提高金属材料的性能具有重要意义。然而,也需要注意其可能带来的加工困难,并采取适当的措施进行解决。
二、常用方法渗碳定义:含碳量较低的钢制零件在渗碳介质中加热或保温,使碳原子渗入表面,获得一定的表面含碳量。随后进行淬火和低温回火处理,使表层硬度显著提高,而心部仍保持良好的韧性。应用:主要用于承受磨损、交变接触应力或弯曲应力和冲击载荷的零件,如轴、齿轮、凸轮轴等。分类:包括固体、液体、气体和真空渗碳法。渗氮(氮化处理)定义:在无水氨气中加热合金钢(一般含有Al、Cr、Mo),使氮原子与钢表面中的铝、铬、钼等元素形成氮化物,从而在表面形成一层硬度高、耐腐蚀的硬化层。特点:氮化层硬度高、耐磨性好,且具有较高的性和耐蚀性。氮化后不需再进行热处理,可避免热处理带来的变形。应用:主要用于处理重要和复杂的精密零件。
涂层技术镀膜:如电镀铬、镀镍等,在材料表面形成一层硬度高、耐磨性好的金属镀层。防刮伤膜:在材料表面贴附一层防刮伤膜,如BOPP哑膜、PE保护膜等,以保护材料表面免受刮擦和磨损。冷作加工在不进行热加工的情况下,通过拉伸、挤压、弯曲、压缩等工艺改变金属材料的内部晶体结构,提高其硬度和强度,从而增强抗刮擦性能。三、防刮伤加工的应用防刮伤加工广泛应用于各个领域,如:家居建材:不锈钢厨具、门窗、地板等。汽车制造:车身漆面、玻璃、轮毂等。电子设备:手机屏幕、平板电脑、相机镜头等。航空航天:飞机蒙皮、发动机叶片等。工业机械:轴承、齿轮、传动轴等。