表面处理的加热源.ppt

聚 焦 光 束 氙光灯原理：由于灯内放电物质是惰性气体氙气，其激发电位和电离电位相差较小。氙灯辐射光谱能量分布与日光相接近,色温约为6000K。 氙灯均为连续光谱部分的光谱分布几乎与灯输入功率变化无关，在寿命期内光谱能量分布也几乎不变。 氙灯的光、电参数一致性好，工作状态受外界条件变化的影响小。氙灯一经燃点，几乎是瞬时即可达到稳定的光输出；灯灭后，可瞬时再燃点。氙灯的光效较低，电位梯度较小。 激 光 束 一般方法： 表面预处理方法 磷化法：将清洗的零件放在磷酸盐为主的溶液中，浸渍或加温后的到磷化膜。此种方法简单，适合大批量生产以及低碳钢、中碳钢和铸铁的机加工面。通过处理后，其表面吸收率可由10~15%提高到70~95% 碳素法：利用碳素墨汁以及炭黑胶体石墨悬浮于一定粘接剂溶液中，用喷涂的方法施加在零件表面。特点：适应性强，能在任何材料上喷涂，还可以用在大零件的局部处理，吸收率高达90%以上 油漆法：采用黑色乌光漆涂敷在工件表面。方法简单，适用于 任何材料。吸收率高达85%以上 激 光 束 优 点：金属对激光的吸收系数可达 吸收过程主要发生在表面0.01~0.1μm厚的薄层内。激光表面处理的深度决定于由表面向内部热扩散的距离，其值很小，易于控制。激光光斑的功率密度很大，可准确的引导工件不同的位置，且工件的变形小，处理后可不再进行机加工或只需少量的机加工。 经过激光处理后的零件，其硬度、强度、耐磨性、耐蚀性和高温性能都有显著的改变，大大的提高了产品的质量，加倍的延长产品的使用寿命。因此，有效地降低了成本。故其应用较广。 电 子 束 电子束：利用电子枪中阴极所产生的电子在阴阳极间的高压（25-300kV）加速电场作用下被加速至很高的速度（0.3-0.7倍光速），经透镜会聚作用后，形成密集的高速电子流。 电 子 束 电子束产生图解： 电 子 束 产生原理：在电子枪里，灯丝9通电加热后，灯丝表面产生大量的热电子。在阴极8和阳极7之间的高压电的作用下，热电子加速向阳极高速移动，并获得很高的动能，其具体速度值取决于加速电压的高低。一般可达到光速的2/3左右。在聚焦线圈6的作用下可使电子流聚焦。在偏转线圈7的作用下可使电子束发生偏移，从而在一定范围内扫描。通常将产生、加速以及汇聚束流的装置称为电子枪。电子枪的工作电压通常在几十到四百千伏之间。为防止高压击穿，有时需要对电子束的束流散射或减损其能量。电子枪的真空度必须保持在6.67*10-2pa以上。这样得到了能量密度极高的实用的电子束流. 电 子 束 电子束应用 电子束表面改性：利用空间高速定向运动的电子流，在撞击工件后将部分动能转化为热能，以改善工件表面状态。由于电子束更容易被金属吸收，因此大约有75%以上的能量直接转化为热能，提供局部热处理所需能量。所以电子束加热时间极短，而且不会造成大面积的变形。 电 子 束 表面改性： 类 型 电子束表面淬火：利用高能电子束快速扫描工件，使基体材料表层快 速吸收能量而升温至钢的相变点之上，发生马氏体相变而进行的表面 强化 电子束熔凝处理：利用电子束辐照金属表面，使其温度迅速达到熔点 以上，形成局部过热状态，而基体尚处于冷态，相当于熔化金属的” 淬火剂“，将其迅速冷却至室温。 电子束表面合金化及熔敷：采用高能量密度的电子束快速作用在 金属表面，通过精准控制电子束的功率密度和作用时间，将一种 或多种合金元素快速熔入金属表面薄层熔区，使之发生物理或化学 变化，从而使金属表面具有特定的合金成分来强化金属 近年来，国际上对表面强化所采用的热源手段开展了大量的研究工作，从常规热源到激光等特种热源的应用研究十分活跃。自上世纪60年代末原西德学者首次将聚焦灯束用于连接技术领域以来，国际上对聚焦光束热加工技术已非常重视 聚焦光束可采用太阳光、碳弧、白炽灯以及大功率气体放电灯作为光辐射源。 聚 焦 光 束 目前一般用大功率氙灯作光源，其发光效率高，功率大（可达10Kw以上），且可瞬时启动、发光稳定。它的光谱是波长为0.2~2.0μm的混合光，且0.8~1.0μm波长范围内的辐射含量达78%，可见光占12%，紫外线仅为1%。金属材料对这样的短波光谱的吸收率非常高。另外，氙灯能将50~60%的电能通过极间放电转化为光辐射，因而能量转化密度大于激光等辐射光源。 由Nordri?（ ） 设计提供 LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO 表面处理设备 加 热 源 表面处理 随着工业技术的快速发展，人们往往对材料的性能提出了更高的要求。而材料的表面处理就是增强材料性能的一种重要方法。