表面强化技术
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激光表面强化技术及其应用
激光表面强化技术是一项全新的技术,可以实现金属的表面改性,改善材料的表面性能,提高材料的耐磨性、腐蚀性和破坏性,延长外壳的使用寿命。
通常情况下,激光表面强化技术可以满足金属表面的改性需求,并且可以快速、灵活地制备。
激光表面强化技术可以应用于很多领域,如汽车配件表面加工、矿山机械表面加工、制冷管材表面加工和其他机械设备表面加工等。
在汽车配件表面加工中,激光表面强化技术可以提高碳素钢的耐磨性,改善碳素钢的表面性能,以及改善碳素钢表面的粗糙度。
而在矿山机械表面加工中,激光表面强化技术可以提高不锈质件的耐磨性,提升不锈钢件的表面质量,从而延长机械设备的使用寿命。
在制冷管材表面加工中,激光表面强化技术可以增加管材表面硬度,提高管材的耐腐蚀性和耐磨性,以及降低热膨胀系数,从而改善管材的使用性能。
此外,激光表面强化技术还可以应用于其他机械设备表面加工,如各种非金属件的表面加工,可以显著改善非金属件的表面性能。
激光表面强化技术的应用非常广泛,不仅可以改善金属和非金属表面的性能,还可以应用于多种机械设备的表面加工,提高机械设备的使用性能和使用寿命。
激光表面强化技术是未来金属表面加工技术进步的重要利器。
金属材料表面强化技术研究金属材料是广泛应用于航空、汽车、机械等重要产业中的材料。
面对各种应用场景,如何提升金属材料的性能和耐久度是目前热门的研究领域之一。
面对这个目标,金属材料表面强化技术成为了一个关键的手段。
本文将探讨金属材料表面强化技术的研究。
一、概述表面强化技术对于金属材料来说,是指对金属材料表面进行物理、化学等方面的处理,从而提升金属材料的性能与耐久度。
金属材料表面强化技术的研究主要包括以下几个方面:1. 表面涂层:把其他金属材料或陶瓷材料涂在金属表面,以形成一个保护层,使金属表面与环境隔离。
例如,利用高温熔融法制备陶瓷涂层、利用等离子喷涂制备Metal-Ceramic混合涂层。
2. 表面热处理:利用高温或者冷处理等技术,对金属材料表层进行处理,改变材料的晶粒状态、相结构等,使金属材料的性能得到提升。
例如,采用高能离子轰击等技术来进行表面改性。
3. 表面改性:引入外界的元素或晶粒,从而改变金属材料的性能。
例如,采用电化学沉积、化学气相沉积等表面改性技术。
二、表面涂层类技术1. 陶瓷涂层技术陶瓷涂层技术利用化学反应、高速喷涂等技术在金属表面形成一层坚硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温的陶瓷涂层,从而保护金属表面。
陶瓷涂层技术分析表层组成结构,发现C2H2气化产物的中间产物没有被H2转化为多孔储氢剂,而先转化为了有价电子的物种,使得C2H2分子在催化剂表面的氢分子较少而生成了大量的碳纳米管。
2. 金属涂层技术金属涂层技术可以将高硬度金属制成材料热喷涂在钢面上,增强其使用寿命和性能,延长其使用寿命,具有很高的实用价值。
在具体研究上,可以采用低功率高密度强流电子束或者离子束束流照射方法,实现钢板表面进行Cr/Ni/Cr三层涂层的研究。
三、表面改性类技术1. 压电材料表面强化技术压电材料表面强化技术是利用电-压-软化复合作用,在压电电场下使金属材料表面发生塑性变形,并晶化、强化及提高稳定性的技术。
例如,采用单向拉伸和卷曲压力方式对不锈钢制备了压电芯片。
表面强化工艺
是一种通过某种工艺手段使零件表面获得与基体材料不同的组织结构和性能的技术。
这种技术可以提高零件的硬度、强度、耐磨性、疲劳强度以及抗冲击性能等,从而延长零件的使用寿命,节约稀有、昂贵材料,并促进高新技术的发展。
常见的表面强化方法有以下几种:
1. 喷丸强化:通过高速喷射具有一定硬度的丸粒(如钢丸、玻璃丸等)对零件表面进行冲击,使其产生冷态塑性变形,从而提高硬度和抗磨性。
2. 滚压加工:利用滚压工具在零件表面形成一定的压缩层,提高其硬度和抗磨性。
滚压加工包括滚压、滚磨、滚光等方法。
3. 液体磨料强化:采用一种特殊的液体介质(如珩磨油、乳化液等),其中含有具有一定硬度的磨料颗粒。
通过液体介质对零件表面进行磨擦,使表面产生冷态塑性变形,从而提高硬度和抗磨性。
4. 表面热处理:通过改变零件表面层的组织结构,使其获得一定的硬度和强度。
常见的表面热处理方法有淬火、回火、渗碳、渗氮等。
5. 化学表面处理:通过化学方法改变零件表面的组织结构和性能,如化学镀、化学转化膜等。
表面强化工艺是一种通过各种方法提高零件表面性能的技术,可以延长零件的使用寿命,节约材料,并提高零件的性能。
在汽车制造、航空航天、机械制造等领域有广泛的应用。
表面强化技术在焊接领域中的应用研究进展摘要:科技在迅猛发展,社会在不断进步,焊接技术以其成本低、工艺简单等优点被广泛应用于结构和构件的制造。
但是,焊接过程通常会对焊接件施加残余拉伸应力,这往往会对焊接接头的疲劳性能等造成不利影响。
表面强化技术可以显著改善材料的力学性能。
综述了辊轧、高频冲击、喷丸法、激光冲击以及超声冲击法等对焊接接头性能的影响,并对其发展方向进行了展望。
关键词:表面强化;焊接;组织;力学性能引言焊接过程中,在形成焊缝的同时,不可避免地在其附近的母材内,经历了一次焊接热循环的特殊热处理,因而形成了一个组织和性能均不同于母材的焊接热循环区。
焊接热影响区本身是一个组织和性能极不均匀的区域;其中一些组织和性能变坏了的部位往往成为整个焊接接头中最薄弱环节,对焊接质量起着控制作用。
很多焊接结构的破坏事故都与其焊接热影响区的性能恶化有关。
国内常用的焊接后处理方法是热处理、过载处理、振动法调整残余应力处理、锤击处理、爆炸消除应力处理、温差拉伸法消除焊接残余应力。
1热喷涂技术热喷涂是利用一种热源将喷涂材料加热至熔融状态并通过气流吹动使其雾化高速喷射到零件表面以形成喷涂层的表面加工技术。
目前在模具行业中主要发展有火焰喷涂和等离子喷涂等技术。
由于热喷涂层具有耐磨、耐蚀、减摩、抗咬合等性能可为模具提供耐磨而坚韧的热喷涂厚涂层因此特别适用于大型模具以及严重磨损条件下的模具修复。
等离子喷涂是以氮、氩等惰性气体作为工作介质在专用的喷枪内发生电离形成热等离子体再将进入该等离子弧区的粉末状涂层材料熔融、雾化并高速喷送到被涂工件表面形成涂层。
由于整个工艺集熔化、雾化、快淬、固结等过程为一体且所获组织致密、结合牢固因此在涂层技术中占主导地位。
但等离子喷涂也存在如需要高纯气体且成本较高等缺点。
目前除常压下气稳式喷涂工艺外又发展出优点更为突出的低压等离子喷涂及液稳式喷涂工艺正逐步推广使用。
而火焰喷涂与等离子喷涂相比成本较为低廉、操作简便但结合的强度和密度相对较弱。
钛合金的表面强化技术钛合金是一种高强度、高耐腐蚀性的金属材料,广泛应用于航空、航天、医疗、化工等领域。
然而,由于其表面硬度和耐磨性较低,容易受到磨损和划伤,因此需要采取表面强化技术来提高其性能。
下面介绍几种常见的钛合金表面强化技术。
1. 氮化处理氮化处理是目前应用最广泛的表面强化技术之一。
通过在钛合金表面形成氮化层来提高其硬度和耐磨性。
氮化处理分为等离子氮化和氨气氮化两种类型。
等离子氮化是指将钛合金放置在高温下,使氮气分解并离子化,产生负离子氮,形成氮化层。
氨气氮化是指将钛合金表面覆盖一层氮化物衬底,在高温下将氨气注入气氛中,通过扩散形成氮化层。
氮化处理能使钛合金表面硬度提高两倍以上,耐磨性和抗疲劳性能也有所提高。
2. 碳化处理碳化处理是将钛合金表面涂覆一层碳质细粉,然后在高温下使其扩散反应,形成一层碳化物。
碳化处理能够提高钛合金表面硬度,降低磨损和摩擦系数,增加其使用寿命。
但碳化层较脆,容易开裂和脱落,需要加强边角区域的保护。
3. 氟化处理氟化处理是将钛合金表面涂覆一层氟聚合物,然后在高温下使其分解,形成一层氟化物膜。
氟化膜具有很好的防腐蚀性能和润滑性能,能够降低钛合金表面的磨擦和磨损,延长其使用寿命。
但氟化处理容易受到环境中的杂质和污染物的影响,需要在清洗前进行处理。
4. 微弧氧化处理微弧氧化处理是一种在电解液中加高电压,使钛合金表面产生氧化层的技术。
氧化层硬度高、耐磨性好、耐蚀性强,在航空、航天等领域具有广泛的应用。
但微弧氧化处理需要掌握处理参数,对处理设备的要求比较高,成本也相对较高。
总之,钛合金表面强化技术为钛合金的应用提供了重要的支撑。
在实际应用中需要根据具体情况选择合适的强化技术,对钛合金表面进行处理,以提高其性能和使用寿命。
钛合金作为一种高强度、高耐腐蚀性的金属材料,已经被广泛应用于航空、航天、医疗、化工等领域。
下面列举了一些与钛合金有关的数据,进行详细分析。
1. 钛合金的硬度钛合金的硬度与其合金成分、制备工艺、热处理等因素有关。
激光表面强化技术及其应用随着科技的不断发展,激光技术已经成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
激光表面强化技术是近年来发展起来的一种新型表面处理技术,它可以使材料表面的硬度、耐磨性、抗腐蚀性等性能得到显著提高,从而提高材料的使用寿命和可靠性。
本文将从激光表面强化技术的原理、方法和应用方面进行探讨。
一、激光表面强化技术的原理激光表面强化技术是利用激光束高能量密度的特点,将激光束聚焦到材料表面,使其表面受到高温和高压的作用,从而改变其组织结构和化学性质,提高其硬度、耐磨性和抗腐蚀性等性能。
具体来说,激光束在材料表面产生高温和高压,使表面材料发生相变、熔化、蒸发等过程,同时还会激发材料中的原子、分子等产生化学反应,形成新的化合物或化学键,从而改变表面材料的化学性质。
这些变化使得材料表面的硬度、耐磨性和抗腐蚀性等性能得到显著提高。
二、激光表面强化技术的方法激光表面强化技术的方法主要分为以下几种:1. 激光淬火:利用激光束高能量密度的特点,将其聚焦到材料表面,使其表面迅速升温,然后快速冷却,从而使表面形成高硬度的淬火层。
这种方法适用于钢、铁等金属材料。
2. 激光熔覆:将激光束聚焦到材料表面,使其表面熔化,然后喷射一定量的粉末或线材,形成一层新的涂层。
这种方法适用于各种金属材料和陶瓷材料。
3. 激光表面改性:利用激光束高能量密度的特点,将其聚焦到材料表面,使其表面发生物理和化学变化,从而改变其表面性质。
这种方法适用于各种材料。
三、激光表面强化技术的应用激光表面强化技术具有广泛的应用前景,主要包括以下几个方面: 1. 汽车制造:激光表面强化技术可以提高汽车零部件的硬度和耐磨性,从而增加汽车的使用寿命和可靠性。
2. 航空航天制造:激光表面强化技术可以提高飞机发动机叶片、涡轮等零部件的耐磨性和抗腐蚀性,从而提高飞机的性能和可靠性。
3. 电子制造:激光表面强化技术可以提高电子器件的耐磨性和抗腐蚀性,从而提高电子器件的使用寿命和可靠性。
光表面强化技术的原理宝子们!今天咱们来唠唠一个超酷的技术——光表面强化技术。
这技术啊,就像是给材料表面来了一场超级变身秀呢!咱先说说啥是光表面强化技术哈。
简单来讲呢,就是利用光的能量来改变材料表面的性能。
你可以把材料表面想象成一个小脸蛋,光就像是神奇的魔法棒,一照上去,这个小脸蛋就变得不一样啦。
那光怎么就能改变材料表面呢?这里面可大有文章。
光其实是一种能量的传播形式,当光照射到材料表面的时候,就像是一群小能量兵冲向了材料表面的阵地。
这些能量兵可厉害着呢,它们会和材料表面的原子呀、分子呀发生各种互动。
对于一些金属材料来说,光的能量可能会让表面的原子排列发生变化。
就好比原本一群小朋友(原子)在杂乱无章地玩耍,光一来,就像有个小指挥家,让小朋友们(原子)排得更整齐有序了。
这种原子排列的改变可不得了,它能让材料表面变得更硬更耐磨呢。
比如说,一个原本很容易被划伤的金属小物件,经过光表面强化技术这么一处理,就像穿上了一层坚硬的铠甲,再想划伤它可就难喽。
而且啊,光表面强化技术还能改变材料表面的化学性质。
光的能量可以促使材料表面发生一些化学反应。
这就像是给材料表面化了个特殊的妆。
比如说,让材料表面形成一层很薄但是超级有用的化合物层。
这层化合物就像是一个小卫士,能防止材料生锈或者被腐蚀。
就像我们的铁制品,要是经过这个技术处理,就不用老是担心它会长锈斑啦。
还有哦,光表面强化技术在处理一些陶瓷材料的时候也有独特的效果。
陶瓷材料本身就很脆,就像一个玻璃心的小宝贝。
但是光表面强化技术呢,可以在它的表面制造出一些特殊的结构,让它变得更加坚韧。
这就好比给这个玻璃心的小宝贝穿上了一层有弹性的保护衣,让它不再那么容易碎掉。
在现代工业里,光表面强化技术可真是个大明星呢。
比如说在汽车制造行业,汽车的一些关键零部件,像发动机的某些部件啦,经过光表面强化技术处理后,使用寿命大大延长。
这就像是给汽车的心脏注入了一股强大的生命力,让汽车能跑更远的路,还不容易出故障。
金属材料表面强化处理技术研究随着科技的不断进步,人们对材料的性能要求越来越高,因此金属材料表面强化技术应运而生。
其目的是通过加强材料表面硬度以及结晶度,提高金属材料的耐腐蚀性、抗疲劳性、耐磨性以及耐氧化性等性能指标。
在实际生产中,金属材料表面强化技术广泛应用于航空航天、汽车制造、工程机械以及船舶等领域。
本文将深入探讨金属材料表面强化技术的研究现状以及未来趋势。
一、表面强化处理技术的研究现状1.1 涂层技术涂层技术是一种将高硬度的涂层涂覆在金属材料表面的技术。
这种技术的目的是提高金属材料的耐磨性、耐氧化性以及抗腐蚀性等性能指标。
当前应用比较广泛的涂层技术为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。
PVD涂层技术涂层质量相对稳定,其厚度均匀性好,且氧化膜较少。
CVD技术具有涂层厚度大、涂层成分均匀和表面质量好等优点。
1.2 表面机械处理技术表面机械处理技术通过对金属材料表面进行拉伸、压缩、剪切、滚压等机械作用,来改善金属材料表面的力学性能。
常规的表面机械处理技术主要包括喷丸、冷弯、压花和滚制等。
喷丸技术以其高效、简便和成本低等优点得到广泛的应用。
冷弯、压花和滚制技术的应用范围比较窄,但在某些领域中应用也非常广泛。
1.3 表面化学处理技术表面化学处理技术通常是通过溶液对金属材料表面进行处理,这种处理方式能够增加金属材料表面的粗糙度,并形成一定的氧化膜层。
该膜层不仅能提高钢铁材料的耐蚀性,还能改善钢铁材料的表面质量、电气性能和降低表面的摩擦系数。
当前应用比较广泛的表面化学处理技术为酸洗、碱洗,以及电化学抛光等。
二、表面强化处理技术的未来趋势随着科技的不断发展,金属材料表面强化处理技术也在不断的演变和更新。
未来的表面强化处理技术将集结多种工艺手段,如物理结构调控、多元复合技术、等离子弧等,以期实现表面强化的可持续性和再生性,并提高其处理技术的抗腐蚀性、耐磨性和机械性能能力。
2.1 多元复合技术目前,多元复合磨料研磨技术是针对高硬度材料表面加工最为有效的处理手段之一。
表面强化方法种类
1.化学表面强化方法:利用化学反应改变表面结构和性质,包括阳极氧化、镀金、镀铬、镀锌等。
2. 物理表面强化方法:利用物理原理改变表面形貌和物理性质,包括喷砂、研磨、抛光、钝化等。
3. 热处理表面强化方法:通过高温处理改变表面晶体结构和性质,包括淬火、回火、退火等。
4. 离子注入表面强化方法:将高能离子注入表面,改变表面原子结构和物理性质,包括离子束喷涂、离子注入、离子渗透等。
5. 涂层表面强化方法:在表面涂覆一层特殊材料,增强表面硬度和耐腐蚀性,包括涂塑、喷涂、喷镀等。
6. 纳米表面强化方法:利用纳米技术改变表面结构和性质,包括纳米涂层、纳米颗粒填充、纳米结构改性等。
7. 光化学表面强化方法:利用光化学反应改变表面结构和性质,包括光致变色、光催化等。
总之,表面强化方法种类繁多,根据不同材料和工艺要求选择合适的表面强化方法非常重要。
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表面强化技术的名词解释导言:随着科技的不断进步和发展,表面强化技术在各个行业领域得到了广泛应用。
本文将对表面强化技术进行详细解释,并探讨其在材料科学、制造业和航空航天领域的应用。
一、表面强化技术的定义和原理表面强化技术是指使用一系列物理、化学或机械方法来提高材料表面的性能,以增强材料的耐磨、耐腐蚀、抗疲劳和减少摩擦等特性。
它可以改变材料的表面组织和化学成分,使其具有更高的硬度、强度和耐久性。
表面强化技术的原理主要有下面几种:1. 热处理:通过控制材料的加热和冷却过程,使其晶体结构发生变化,从而提高硬度和强度。
2. 表面改性:通过离子注入或涂层技术,在材料表面形成一层薄膜,增加其耐磨、耐腐蚀和抗划伤性能。
3. 压缩强化:利用压力和摩擦力改变材料的晶粒形状和位置,增加其强度和耐久性。
4. 化学强化:通过浸泡在化学溶液中,使表面产生化学反应,从而提高材料的硬度和耐蚀性。
二、表面强化技术在材料科学中的应用材料科学是表面强化技术的重要应用领域之一。
通过表面强化技术,我们可以改善材料的性能,使其适应不同的工作环境和应用需求。
例如,在钢材制造中,通过热处理、表面改性和涂层技术,可以增加钢材的硬度、耐腐蚀性和耐磨性,提高其使用寿命。
而在电子行业,通过化学强化技术,可以加工出更薄、更轻、更耐用的显示屏和电路板。
三、表面强化技术在制造业中的应用表面强化技术在制造业中具有广泛的应用。
通过表面强化技术,我们可以改变材料的物理和化学性质,提高制品的耐用性和可靠性。
例如,在汽车制造业中,通过表面强化技术可以制造出更耐腐蚀、更耐磨的发动机零件,提高汽车的整体性能和可靠性。
而在船舶制造业中,通过热处理和涂层技术可以增加船体的耐腐蚀性和耐磨性,同时减少船体的阻力,提高船舶的航行效率。
四、表面强化技术在航空航天领域的应用航空航天领域是表面强化技术的重要应用领域之一。
在航空航天工业中,材料的质量、强度和耐久性对飞行器的安全至关重要。
第9章模具的热处理及表面强化技术模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺之一,直接关系到模具的制造精度、力学性能(如强度等)、使用寿命以及制造成本,是保证模具质量和使用寿命的重要环节。
模具在实际生产使用中表明,在模具的全部失效中,由于热处理不当所引起的失效居于首位。
在模具设计制造过程中,若能正确选用钢材,选择合理的热处理及表面强化技术工艺,对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、降低成本、提高模具的质量和使用寿命都将起到重大的作用。
当前模具热处理技术发展较快的领域是真空热处理技术和模具的表面强化技术。
9.1模具的热处理9.1.l模具钢的热处理模具钢的热处理工艺是指模具钢在加热、冷却过程中,根据组织转变规律制定的具体热处理加热、保温和冷却的工艺参数。
根据加热、冷却方式及获得组织和性能的不同,热处理工艺可分为常规热处理、表面热处理(表面淬火和化学热处理等)等。
根据热处理在零件生产工艺流程中的位置和作用,热处理又可分为预备热处理和最终热处理。
模具钢的常规热处理主要包括退火、正火、淬火和回火。
由于真空热处理技术具有防止加热氧化、不脱碳、真空除气、变形小及硬度均匀等特点,近年来得到广泛的推广应用。
1.退火工艺退火一般是指将模具钢加热到临界温度以上,保温一定时间,然后使其缓冷至室温,获得接近于平衡状态组织的热处理工艺。
其组织为铁素体基体上分布着碳化物。
目的是消除钢中的应力,降低模具材料的硬度,使材料成分均匀,改善组织,为后续工序(机加工、冷加工成形、最终热处理等)做准备。
退火工艺根据加热温度不同可分为:1)完全退火将模具钢加热到临界温度A c3以上20~30℃,保温足够的时间,使其组织完全奥氏体化,然后缓慢冷却,以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
其目的是为了降低硬度、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷、改善切削加工性能和冷塑性变形性能,为后续热处理或冷加工做准备。
2)不完全退火将钢加热到A c1~A c3(亚共析钢)或A c1~A ccm(过共析钢)之间,保温一定时间后缓慢冷却,以获得接近于平衡组织的热处理工艺。
材料表面强化技术材料表面强化技术是一种通过改变材料表面结构和性质来提高材料性能的技术。
它可以使材料具有更好的耐磨、抗腐蚀、抗疲劳、抗氧化等特性,从而提高材料的使用寿命和性能稳定性。
本文将从材料表面强化技术的原理、应用领域和发展趋势等方面进行探讨。
一、原理材料表面强化技术主要通过改变材料表面的物理、化学和结构特性来提高材料性能。
常见的表面强化技术包括表面沉积、渗碳、涂层、激光熔覆等。
这些技术可以使材料表面形成一层具有特定性能的薄膜,从而提高材料的耐磨、抗腐蚀、导热等性能。
二、应用领域材料表面强化技术在许多领域都有广泛的应用。
在汽车制造领域,表面强化技术可以提高汽车零部件的耐磨性和抗腐蚀性,从而提高汽车的使用寿命和安全性能。
在航空航天领域,表面强化技术可以提高飞机发动机叶片的耐磨性和耐高温性,从而提高发动机的性能和可靠性。
在电子器件制造领域,表面强化技术可以提高电子器件的导电性和耐热性,从而提高电子器件的性能和稳定性。
三、发展趋势随着科学技术的不断进步,材料表面强化技术也在不断发展。
目前,人们对材料表面强化技术的研究主要集中在以下几个方面:1.多功能涂层技术:多功能涂层技术可以在材料表面形成一层具有多种功能的薄膜,例如耐磨、抗腐蚀、导热等。
这种技术可以使材料具有更好的性能和稳定性,从而扩大材料的应用范围。
2.纳米材料表面强化技术:纳米材料具有较大的比表面积和特殊的物理化学性质,可以在材料表面形成一层具有特殊功能的纳米薄膜。
这种技术可以使材料具有更好的导热性、光学性能等,从而提高材料的性能和应用效果。
3.激光表面强化技术:激光表面强化技术可以通过激光束的作用,改变材料表面的结构和性质。
这种技术可以使材料表面形成一层具有特殊功能的薄膜,例如增强材料的硬度、耐磨性等。
4.生物材料表面强化技术:生物材料表面强化技术可以通过改变材料表面的结构和性质,使材料具有良好的生物相容性和生物活性。
这种技术可以使材料在医学领域有更广泛的应用,例如人工骨骼、人工关节等。
电火花表面强化技术及其应用摘要: 电火花表面强化技术是一种具有独特优势的材料表面技术,其在机械零件表面改性和表面修复等方面具有广阔的应用前景。
介绍了电火花表面强化技术的基本原理和工艺特点,阐述了电火花表面强化技术的发展概况,分析了该技术在机械零部件修复、模具强化等方面的实际工程应用,指出了该技术今后的研究方向和发展趋势。
关键词: 电火花表面强化表面改性修复(一)电火花表面强化技术的基本原理与特点电火花表面强化技术的基本原理是储能电源通过电极以10 ~2000Hz 的频率在电极与零部件之间产生火花放电,在10-6~10-5( s) 内电极与零部件接触的部位即达到5000 ~10000℃的高温,使该区域的局部材料熔化、气化或等离子体化,将电极材料高速过渡并扩散到工作表面,形成冶金结合型牢固强化层。
研究表明,强化层主要由白亮层、扩散区和热影响区构成,涂层组织较细密,具有较高硬度及较好的耐高温性、耐腐蚀性和耐磨性。
电火花表面强化技术能有效地改善零部件表面的物理、化学和机械性能,包括硬度、导热和导电性能等,与常规表面强化工艺相比较,具有以下优点。
( 1) 电火花强化是在空气中进行,不需要特殊、复杂的处理装置和设备。
配套装置简单、灵活,投资和运行费用低,强化工艺环保。
( 2) 热输入量小,放电时间很短,放电端点的面积小,放电的热作用只发生在零部件表面的微小区域内,被强化零部件基体不产生退火或热变形。
( 3) 不受零部件形状限制,可以对平面或曲面形状零部件强化; 对需修复局部、有少量损伤、焊接性差以及淬火状态工件的修复更具优势。
( 4) 强化层是电极和零部件材料在放电时的瞬间高温高压条件下重新合金化形成的新合金层,结合非常牢固,不易发生剥落。
( 5) 强化层厚度、表面粗糙度与脉冲电源的电气参数以及强化时间等有关,控制相对简单。
电火花强化处理后可作为最终工序,加工余量少。
( 6) 电极材料来源广,耗量小,容易实现异种材料强化层,同时可以根据强化目的选择电极材料。