表面改性新技术详解.pptVIP

激光雷达 激光切割 眼外科手术 激光美容 激光表面熔凝铸铁凸轮轴 激光表面合金化 预置法 ●硬粒子喷射法 ●激光气体合金化 铝、钛及其合金中加氮 ●激光表面合金化在许多场合可代替热喷涂 钢表面合金化氮化钛 激光表面淬火 　　电子束加热表面层在相变温度以上，熔点以下，导致材料硬化。与一般强化方法相比，电子束硬化处理具有能耗小、表面不氧化、零件不易变形、可在工件精加工以后进行、生产率高等特点；用于只需局部区域强化的零件则更显示出其优越性：因此，对于叶片进汽边硬化防水蚀更为适宜。 1、电子束表面硬化处理 （应用于低合金钢 铸铁） 硬化处理表壳 　　电子束加热表面并添加合金元素使之进入表面层，从而改变表面层的成分及分布。表面合金化可以形成双层复合材料，以达到耐磨、耐蚀、耐热等使用目的。 电子束表面合金化 　　电子束加热表面层到熔点以上，并对熔化了的材料进行适当的冷凝处理，改变表面层组织，细化晶粒，提高耐磨、耐蚀等性能。 电子束表面熔凝处理 　　在表面包覆一层特殊粉末材料，电子束加热使其熔敷在叶片表面，提高耐磨、耐蚀等性能；和其它涂层方法相比较，它具有高的结合能力。 电子束表面熔敷处理 　　电子束是在真空条件下使用的，缺陷少，相对于激光表面处理。 高密度太阳能表面处理 一、太阳能表面处理设备及特点 特点：具有方向性，加热温度高，速度快，能量分布不均匀，受天气条件影响 太阳能是一种分散、低热的能源,利用聚光系统进行聚焦,可在焦点处获得2000～3000W/cm-2的高密度辐射能。 太阳能表面合金化 二、太阳能表面处理工艺 太阳能相变硬化 太阳能表面熔覆 太阳能表面熔凝 优点：节能 需根据零件形状配感应线圈，需加冷却液。 设备比激光电子束简单，成本低 超高频感应脉冲 需按要求配用不同性能电极，电极消耗大 设备简单，耗电少，处理费用低 电火花 需真空条件，处理灵活和适应性差，只能处理小尺寸工件，生产效率低。 表面光亮，真空有利于去除杂质，热电转换效率高；设备的运行成本比激光低，输出稳定性可控制在1%，比激光高。 电子束 表面粗糙度高，处理前需涂吸光材料，光的转换效率低，设备一次性投入高 灵活性好，适应性强，可处理大件、深孔等；可用于流水线生产 激光 缺点 优点 表面处理技术 各种高密度表面处理技术比较 表面扩渗新技术 将工件置于一定的活性介质中加热到一定温度，使预定的非金属、金属元素向工件表面扩散溶入，形成一定厚度的扩散层，以改变表层的成分组织和性能。 （1）基本过程： 分解过程：渗剂通过一定温度下的化学反应和蒸发作用，形成含有渗入元素的活性介质，再通过活性原子在渗剂中的扩散运动而到达工件表面。 吸收：渗入元素的活性原子吸附于金属表面并发生相界反应，即活性物质与金属表面发生吸附-解吸过程。 扩散：吸附的活性原子从工件表面向内部扩散，并与金属基体形成固溶体或化合物。 改善表面综合性能，抗氧化，抗腐蚀，抗黏着，抗咬合、减摩、降摩，耐热性能。 对被渗工件的几何形状和尺寸影响小，工件变形小、精度高、尺寸稳定性好； 可通过选择和控制渗入元素和渗层深度，使工件表面获得不同的性能。 可节约贵金属，降低成本； 处理周期长，设备要求工。 （2）表面扩散渗的特点： 表面扩渗分类： 固体法 液体法 气体法 等离子体法 按照渗入元素所处的状态 按照工件表面化学成分的变化特点： 非金属元素：C,N,C N,S,B 金属元素: Si, Al, Cr, CrAl, V, Nb 非金属-金属元素: B, Si 复合渗：把工件先后分别置于相应渗剂中，经数次加热扩散过程，使多种元素先后渗入工件表面的扩散工艺。 共渗与复合渗 共渗：将工件置于含有两种欲渗元素的渗剂中，经过一次加热扩散过程，使多种元素同时渗入工件表层的表面扩散渗工艺 1） 渗Al: 工件渗Al后具有很高的抗高温氧化性能和抗燃气腐蚀能力。 应用最多的是粉末渗Al和热浸渗Al， 渗Al后需要退火处理，降低涂层的脆性。 2） 渗Cr 一、为了提高钢的耐蚀性能和抗高温氧化性能，提高持久强度和疲劳强度。 二、用普通钢材代替昂贵的不锈钢、耐热钢、高Cr合金钢。 目的： 方法：固体、液体和气体渗Cr 3） 渗V、Nb Ti Ta钽等：获得熔点高 硬度高，热稳定性好，抗咬合性、耐磨性、耐蚀性好 4） 渗B：提高表面硬度，耐磨性、氧化性 5） 渗Si：提高表面的耐蚀性、稳定性、硬度、耐磨性 6） 渗S: 降低表面的摩擦系数，提高抗咬合能力 (FeS+FeS2)化学转化膜 实例：（自学） 1、铝-稀土共渗 2、含铬共渗与复合渗 3、含硼共渗与复合渗 4、含硫共渗 5、碳氮硼三元共渗和氧硫碳氮硼五元共渗 等离子体的有关知识