表面改质及强化技术
零件表面质量提升成型技术
零件表面质量提升成型技术零件表面质量提升成型技术近年来，随着制造业的快速发展，对于零件表面质量的要求也越来越高。
为了满足这一需求，不断有新的成型技术被研发出来，以提升零件表面质量。
本文将介绍一些常见的零件表面质量提升成型技术。
1. 精密模具制造技术：精密模具制造技术是提升零件表面质量的关键。
通过精密模具，可以保证零件的尺寸和形状的精度，从而提高零件的表面质量。
在制造模具过程中，采用先进的数控加工设备，提高模具的制造精度和表面质量。
2. 精密注塑成型技术：精密注塑成型技术是一种常见的零件成型技术，通过精密注塑机和专用模具，可以将塑料材料注射到模具中，形成零件。
这种技术在提供零件的精确尺寸和形状的同时，还可以保证零件表面的光滑度和一致性。
3. 表面处理技术：表面处理技术对于提升零件表面质量起到关键作用。
常见的表面处理技术包括电镀、喷涂、阳极氧化等。
这些技术可以在零件表面形成一层保护层，提高零件的耐磨性和耐腐蚀性，同时也能赋予零件更好的外观和触感。
4. 激光加工技术：激光加工技术是一种非常精细的加工技术，可以在零件表面进行微米级别的加工。
通过激光的聚焦作用，可以实现对零件表面的细微刻划、雕刻等加工，从而提高零件表面的质量和美观度。
5. 材料改性技术：材料改性技术是一种通过改变材料的性质来提升零件表面质量的技术。
例如，通过添加特殊的填料或添加剂，可以改善材料的流动性、耐磨性和耐腐蚀性，从而提高零件的表面质量。
综上所述，零件表面质量提升成型技术是制造业中不可或缺的一环。
通过采用精密模具制造技术、精密注塑成型技术、表面处理技术、激光加工技术和材料改性技术等，可以有效地提升零件的表面质量，满足不断提高的市场需求。
随着科技的不断进步，相信在不久的将来，会有更多创新的成型技术被研发出来，为制造业的发展带来更多的机遇和挑战。
表面强化工艺
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。
表面改质及强化技术
表面 改质及 强化 技 术
２０ ３８ 熔 覆材 料 对 铝 合 金 激 光 熔 覆 性 能 的 影 响 ／ ０ ８２ ７
强化 ， 熔覆层的显微硬 度达 到 ６ ０ ０ ０ ￣７ ０Ｈｖｎ 。图 ７ ｚ
表 ２ １ 参 ３
对涂层与基体之 间相互 扩散 的影响。结 果表 明， 采用
冷 喷涂技术制备 的快凝 Ａｌ ２ ｉ Ｆ －Ｍｎ２ 合金粉 一 Ｓ ３ ｅ３ －Ｎｉ １ －
末涂层 ， 经热处 理 后涂 层 更 加 致密 、 匀 ， 层 中 的 均 涂
腐蚀， 没有发现 明显的晶 间腐蚀 。熔覆层 中存 在的气
孔及微观裂纹对其 耐腐蚀性 有不 良影响 ， 观气 孔及 微 其周围的微观裂纹 是萌生缝 隙腐蚀 的最主要 的原因。
工 艺参数， 了各 工艺参数对硬化区尺寸 的影响规 讨论
律， 并分析了硬化 区组织 性能之 间的关 系 。图 ９表 ２
层的显微硬度进行 了测试 。结 果表明， 加入 的颗 粒状 Ｔ Ｎ与石墨粉在激光 熔覆过程 中发生了反应 ， ｉ 原位 生 成了新 的颗粒状 强 化 相 ＴｉＣ．Ｎ ． 。在 熔覆 层 中 （ ０ ０） 。
的润湿角为 １。然而 Ｂ元 素含量增 加到 ２ ４ 后 ， Ｏ， ． 润 湿角 增大到 ６ 。表 明钎 料 中的 元 素 Ｂ降低 钎 料在 ２， Ｃ／ ｜＆Ｃ上的润湿性 。钎 料 中的活性元 素 Ｃ 对润湿有 ｒ
孙福娟 …／ 焊接学报．２ ０ ，８ １ ） ９ ￣９ ／ －０ ７２ （０ ：３ ６ 通过有效控制 固体脉 冲式 激光器的 电流 、 脉冲宽
２０ ３ ９ 汽缸缸套激 光重熔处理工艺研 究／ ０ ８２ ０ 赵
材料表面强化技术及应用(毕业设计)
前言作为古老又新颖的学科，表面强化技术为致力于改善材料表面化学性质、组织机构、应力状态的性质，在人们生活中被广泛应用。
通过掺杂、扩散、离子注入、化学沉积、电镀以及电子束等技术改变材料表面性质的研究，使得我们能得到更多表面性质优良的金属，使金属得到叫高的抗腐蚀、抗耐磨性，使工业生产设备及产品使用范围更广[1]。
这样，我们能得到更好的表面性质金属及非金属，节约了人类资源，保护和改善了我们的生活环境。
材料表面强化技术已经成为了现在制造业最伟大的创造。
追溯至春秋晚期，我国已应用铜器热镀锡和鎏金技术，从工业革命开始到最近50年，材料表面强化技术得到飞速发展。
本文吸取现代先进技术的优点，对表面技术的应用进行总结，取其精华，去其糟粕，进行综合陈述及比较。
虽然创新很少，但对现有技术的归纳比较在一定程度上更好的促进了表面技术的发展和研究。
本论文重点研究现有的表面强化技术以及这些技术的应用，意在归纳总结，学习传承。
使得我们能更好的学习和了解这些先进的表面技术，为我们以后的研发和应用做好铺垫。
表面强化技术是表面工程的一个分支，是工程科学技术中一个涉及学科广泛、活力很强、成果突出并与生产实践紧密结合的领域，它渗透到航空航天、信息技术、新材料技术以及先进制造技术等前沿技术的各个方面。
从高科技产品到人们日常生活都离不开材料表面强化技术。
离子束、激光束、电子束、微波及超高真空技术的开发，引起了表面工程技术研究和应用的热潮，并成为了世界最关键的技术之一[2]。
本文对材料表面强化技术及应用的研究进行了探讨。
1 表面强化技术概述1.1表面强化技术概述表面工程是一个既古老又新颖的学科，人们使用表面工程技术已有悠久的历史。
追溯到几千年前，我国早在春秋战国时期就已经开始应用钢的淬火、铜器热镀锡、鎏金及油漆等古老技术[3]。
但是，表面工程的迅速发展还是从19世纪工业革命开始，20世纪80年代成为世界上10大关键技术，进入20世纪90年代发展势头出现工程研究的热潮，几乎涉及了工业的各个领域，表面工程技术仍是将是主导21世纪的关键技术之一。
表面改质及强化技术
倍 ， 有 一定 的 耐 空蚀 性 能 。硬 质相 晶界 对 ７相 塑 性 具
光 冲击处理 在焊 接结构上 的一 些情况 ， 介绍 了国内在
焊缝激光 冲击 上 的一 些研究 工作 。根 据 日本东芝 公 司无吸收层强化核反应堆压力容器 的特 点 ， 展望 了焊 接 区激光 冲击处理将 在 中国核 电技 术 发展 上的应用 前景 。 出中国在核 电站建设 中如 何利 用激光 冲击处 指 理技术延缓设 备老化和应力腐蚀的 问题 。图 ６ ６ 参
变形 的阻碍以及应力诱 发 相 向马 氏体 组 织转 变是 高铬铁基涂层 具有 良好 耐空 蚀性 能的主要 原 因 。图 ７ ｌ ７ 表 参
２ １ ２９ Ｑ ３ ０ ０ ２０ ２ Ｓ钢等离子熔覆添 加碳 化钨 铁基 合金 复合涂层 的研 究／ 金斌 …／ 焊 接．２ ０ （ ０ ： ８ 卢 ／ 一０ ９ １ ） ５ ～
工工艺．２０ ，８ １） １９ ４ 一０ ９ ３ （５ ：３ ￣１ ０ ．
涂层 中 ＷＣ颗粒部分溶解于铁 基合金 ， ＷＣ与涂 层 界 面形成厚达数微米的反应层 ， 有效提高了 ＷＣ与 涂 层 间界 面结合强 度， 组织 主要 由 Ｆ 和 ｃＦ 其 ｅ ｒ ｅ为 基 ，
Ｃ ２ ６ ｗ ， ｒＣ， 。 Ｃ ＷＣ等强 化相组成 。 熔覆层 的显 微 硬 度可达 ５０ ０ ０ ￣１０ ０ＨＶ０ ２ ． 。图 ７ １ ９ 表 参 ２ １ ２ ９ 添加碳化 钨铁 基 合金等离子 弧 熔 覆 复 合 ００２１
焊接修复煤气 炉时 ， 采用 电弧冷 焊工 艺 ， 借助栽
丝法等措施 以减少焊接应力 ， 防止产 生裂纹和焊缝剥
表面改质及强化技术
修
复
２０ ５０ 磨 辊 明弧堆焊 系统 自动 控制 方法／ ０８３２ 李振英
・ ”
耐磨性提高的主要原 因。图 ３ ２ １ 表 参 ５
２０ ５ ０ 电火花振 动沉 积 俄 ０８３５
（ ） １ ３－１ ７ ２ ： ２ －－２
／焊接 学报．２ ０ ，９ ４ ：２ ４ ／ －０ ８ ２ （ ）８ ￣８
／ 焊接学报．２ ０ ，９ ３ ：４ ￣１ ８ ／ －０ ８ ２ （） １ ５ ４
研究的堆焊合 金成 分范 围是 ： ． ％＂６５ ， Ｃ ４０ －．
Ｃ ０ ～４ 。设计 制作不 同 Ｃ， ｒ ｒ ２ ０ ｃ 合金 配 比的药
通 块磨 芯焊丝 ， 采用埋 弧堆 焊的方 法 ， 得到 多组 堆焊合 金试 的显微硬度 ， 过环 一 损 试验评估 了涂 层 的耐 磨 硼铸铁等离子熔覆铁基合 金 涂层组 织 块， 通过组织金 相分析、 电子探针分析 、 硬度 测试 等试 性 。结果表明 ， 主要 由（ ｒＦ ） ３ ａ（ ｅ Ｃ ） Ｆ ３ Ｃ ， ｅ７ ，－Ｆ ， ｒ 和 ｅＣ相 组成 ｉ 层 Ｃ 涂 验手 段 ， 分析 Ｃ， ｒＣ ／ Ｃ ， ｒＣ比对合 金组 织 、 硬度 以及初 生碳化物 数量及分布的影响 ， 研究 不同合金元 素对组 的显 微硬度可达 ６０ ０ ．； 干滑 动磨 损 条 ０ ￣１２ ０ＨＶ０ 在 ２
２ ０ ５ ０ 高碳 高铬铸铁堆焊 合金组 织分析／ ０８ ３ １ 魏建军
…
进行了分析 。图 ５ １ １ 表 参 １
２０ ５０ 铸铁等离子熔覆铁基合金耐 磨涂 层／ 竹 ０８３４ 彭
琴…／ 焊接学报．２０ 。９ ４ ：１ ４ ／ －０ ８ ２ （ ） ６￣６
利用等离子熔 覆技术 ， 择合适 的工 艺参 数 ， 选 在 硼铸铁基体上熔覆铁 基合金 粉末制 备具 有 冶金 结合 的耐磨涂层 。采用金 相显微镜 、 Ｘ射线衍 射 仪 、 扫描 电镜研究 了涂层 的组织 ， 利用显微硬度计测 试 了涂层
表面增强技术
表面增强技术是一种能够增强材料表面强度、硬度、耐磨性、耐蚀性、物理性能以及美观等表面处理方法的总称，它包括机械的、物理的、化学的、以及物理化学的一系列表面强化处理方法。
主要目的在于增强材料的使用性能。
按照表面强化的工艺特点，表面增强技术可以分为以下6种：
1.表面冶金强化：包括堆焊、热喷涂、激光熔覆等。
2.表面形变（机械）强化：包括喷丸、液压、挤压、滚压等。
3.表面热处理强化：包括表面淬火等。
4.表面薄膜强化：包括电镀、电镀刷、气相沉积、化学镀等。
5.表面非金属化处理：包括喷塑、粘涂、涂装等。
6.高能束（密度）表面强化：包括电子束、离子束、激光束等。
表面改质及强化技术
性 。 图 １ ２参 ２ 表
２ ０ １ ０ 手 工 电弧 堆 焊 接 头 组 织 及 微 动 磨 损 性 能 ０８２９ 研 究 ／ 友谊 …／ 热加 工 工 艺 （ 接版 ）－０ ７ １ ：３ 章 ／ 焊 ．２ ０ （ ） １ ～
ｌ ６
中含 铁 量 降低 到 约 ３ ， 枝 状 结 晶 的 长 度 减 小 到 Ｏ 树
最 好 。 图 ７表 ３ １ 参 ２
分 分 析 、 索 体测 定 和 金 相 检 验 ， 证 了 工 艺 的可 行 铁 验
２ ０ １ １ “ Ａ ” 车 发 动 机 排 气 阀 等 离 子 弧 粉 末 ０８２２ Ｂ ３ 汽 堆 焊 工 艺 ［ ］＂＿ ｎＢＣ Ｐ…／ Ｃ ｏ ｐＢ．２０ 俄 ／ ￣ ｏ Ａ ａ ／ ￣ｐ．ｎ － －０ ５ ｏ
标 超 过 碳 化 钨 耐磨 带 。必 须加 快 步伐 开 发 价 格合 理 、
２ ０ １ １ 野 外 可 移 动式 钻 具 耐磨 带 堆 焊 专 机 ／ ０８ ２ １ 王 鑫 ／ 焊 接 ．２０ （） ４ ￣４ ／ －０ ７ ８ ：５ ７
介 绍 了一 种 可 在 钻 井 现 场 对 钻 具 耐 磨 带 进 行 堆
钻 井 成 本 。图 ２
性 能 优 良的 新 型耐 磨 带 堆 焊材 料 。表 ３ ３ 参
２ ０ １ ０ ２ ２ Ｃ －Ｍｏ堆 焊 工 艺／ 向 峰 … ／ 石 油 ０ ８ ２ ８ ． ５ ｒｌ 马 ／
化 工设 备 ．２ ０ ．６ 增 刊 ）１ ～１ 一０ ７ ３ （ ：２ ３ 介 绍 了 ２ ２Ｃ －Ｍｏ钢 的 堆 焊 试 验 工 艺 ， 按 照 ．５ ｒ １ 对 试 验 工 艺 钢 施 焊 的 ２ ２Ｃ －Ｍｏ堆 焊 层 进 行 化 学 成 ． ５ ｒ１
表面强化及改质技术
２０４， 自动堆焊专机机械系统的设计 ／ ０７２ ３ ６ 石红信 …， ／
矿 山机 械 ． ０７ ３（ ）５ —５ 一２０ ，５ １ ：６ ８
设计 了挤 压 辊 自动 堆焊 专机 的机械 系统 。详 细 阐述 了滚轮架 、 主轴浮动 卡盘 和侧挂滑 车立柱 与悬臂 升降机构等 各部 分的结构 及关键 点 。经 现 场试 验表 明， 该系统运行可靠 ， 生产效率高。图 ４ ５ 参
面 结 构 为 ｓ＋ａ ｅ＋￡ ｕａ—Ｆ ＋￡ ｕ Ｓ ｉ —Ｆ 一Ｃ ／ ｅ 一Ｃ ， ｉ
划［ ］朱 胜…／ Ｏ ｎ ｌｎ ． ２Ｏ ， （）５ ６ 英 ／ ／ ｆａＷｅ ｉ ～ Ｏ７１ ４ ： ｉ ｄｇ ５ ９ ２
基于机器人 再制造 成形 系统 可 以对缺 损零 部件 进行 扫描 反求 ， 得出零件 的缺损 模 型 ， 并与 标准 模 型 进行对 比求 出缺损量 ， 而进行 路径 规划 ， 进 最后 采用 全数字脉 冲 Ｍ Ｇ焊对 磨损 零部 件进行 堆 焊修 复。在 Ｉ 人的路径规划 进行 了研 究 ： 阐述 了规 划原 理 ， 出一 得
学性能 ， 其中包 括承受弯 曲的试样 （０ｍ ｌ ０５ｍｌ以 ４ ｉ × ． ｉ ｌ ｌ
下） 这是 由于在堆焊 区形 成 了 （ ， ａ＋Ｂ 合金 组 织。可 ） 以采用准 ａ 合金填 充材料用 于维修航 空设 备 Ｂ３—１ １ 合金零部件 。该方法 的适 用性 根据具 体场 合 提 出的
维普资讯
弧堆焊 镍基合金 堆焊层 组织 和耐 磨性 能 的影 响。结 果表明 ： 纯镍基 合金 堆焊层 组织 主要 是 由 ７ Ｎ ，ｅ 、 （ ｉＦ ） ＣＢ和 （ ， ） ｒ ｃ Ｂ 等物相 构成 ， 且存 在 着 明显 的成 分 偏析 ； 加入 ｃ３ ２以后 ， ｒ Ｃ 合金 层 中 出现 了 ｃ３ ２相 ， ｒ Ｃ 且 使堆焊层枝晶破 碎 ， 织变 细 ， 分偏 析 减弱 直 至消 组 成 失 ；ｒ ２ 粒 的加 入 ， 高 了堆 焊 层 的磨 粒 磨 损 性 Ｃ３ 颗 Ｃ 提 能 ， 随其 加入 量的增加 ， 且 耐磨 性逐渐提 高 ； 当加入 量 达到 ３ ％时 ， ０ 耐磨性最好 ， 随后 耐磨性开始 降低。 图４
提高模具使用寿命的表面强化新技术
提高模具使用寿命的表面强化新技术
模具是工业生产的重要工具，但长期使用后，表面会出现磨损、
撞击、腐蚀等现象，影响模具使用寿命和性能。
为了提高模具的使用
寿命，越来越多的表面强化新技术被应用到模具材料的加工和涂层中。
其中，离子渗透技术是一种提高模具表面硬度和抗热性的有效方法。
该技术采用离子束束流轰击模具表面，在表面形成一层具有高硬度、不易磨损、抗腐蚀、抗烧结的新材料。
这种材料不仅可以延长模
具使用寿命，还可以有效提高模具的加工精度和生产效率。
除了离子渗透技术，还有其他表面强化新技术，如喷涂陶瓷涂料、高温氮化、电化学抛光、电弧喷涂等等。
这些技术适用于不同类型的
模具和加工环境，可以有效地提高模具的表面硬度和耐磨性，在生产
过程中起到重要作用。
总之，随着科技的不断发展和创新，表面强化新技术可以为模具
的使用寿命、加工精度和生产效率带来明显的改善。
未来，我们可以
期待更多更优秀的表面强化新技术的出现，为工业生产带来更多便利
和高效。
表面强化方法种类
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。
- 1 -。
表面改质及强化技术
可能最高的临界区域形成压应力。
表面改质及强化技术20084295 等离子熔射制备梯度功能MOLB式SOFC及其复阻抗分析/杨云珍…//焊接学报.22008, 29(1):13～16采用一种融合功能梯度材料设计思想与快速原型制造等离子熔射与机器人数字化成形技术于一体的新方法,借助自主研发的梯度功能送粉系统,多层连续熔射快速制造立体结构MOLB(mono-block layer built)式固体氧化物燃料电池SOFC(solid oxide f uel cell)三合一电极PEN(positive electrolyte nega2 tive)部件。
分析了P EN部件的成分、微观组织和阳极、阴极孔隙率的连续梯度变化规律,并利用复阻抗技术对其进行导电性能测试。
结果表明,采用该方法能够获得含有成分、组织呈连续梯度变化的功能涂层的SO FC核心部件PEN;与不含有梯度层的P EN相比,不仅提高电极与电解质间的匹配性,改善电极孔隙率及其分布;而且大幅度减小功能梯度P EN部件界面接触电阻,有助于提高SOFC的电性能。
图5表1参1220084296 等离子熔覆TiC/Ni超厚梯度熔覆层的组织与性能/曹 明…//焊接学报.22008,29(2):13～16利用等离子熔覆技术,选择适当的工艺参数,在Q235钢表面熔覆形成TiC/Ni超厚熔覆层。
采用扫描电镜、X射线衍射仪、金相显微镜、显微硬度计分析测试了涂层的相、组织、成分及性能。
结果表明,熔覆层厚度可达2.7mm,无裂纹、气孔等缺陷。
从熔覆层底部到表层,TiC颗粒的含量和粒径均呈梯度变化;熔覆层中的组织由界面到表层依次为:平面晶、胞状晶、树枝晶;从基体到熔覆层Fe元素含量逐渐减少,而Ni,Cr,Si元素含量则逐渐增加,TiC颗粒呈弥散分布。
熔覆层硬度最大可达800HV,平均硬度是基体的4～5倍。
图6表1参1020084297 稀土RE对激光熔覆Fe基非晶复合涂层的影响/朱庆军…//焊接学报.22008,29(2):57～60研究了稀土R E微合金化对激光熔覆Fe38Ni30 Si16B14V2(原子分数,%)非晶复合涂层的影响。
表面强化技术的名词解释
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。
表面强化及改质技术
合， 解决 了工艺试验结果 中仅有离 散数据且难 以全面
反映等离子熔射 工艺 参数～ 涂层性 能之 间复杂非线 性 关系的难题。图 ９ ２ １ 表 参 Ｏ ２ １ １２ 等离 子熔 覆 高硼 Ｆ －ｒ基 涂层 的组织 与 ０ ０ ２３ ｅ Ｃ
性能／ 马 虎 … ／ 焊 接 学 报 ．２ ０ ，０ ７ ：５ ６ ／ －０ ９ ３ （ ）６ ￣ ８
２ １ １２ 铌 含 量 对 Ｆ － － 熔 敷 金 属 组 织 与 性 能 ０ ０２ １ ｅ Ｃ Ｏ＇
晶相 、－ ｅＮｉ与硼 化物 的共 晶 体组 成 ， 晶体 呈 片 ７Ｆ （ ） 共 呈扇形共 晶、 树枝 晶等形态 。熔 覆层 的硬度为 １１０ ０
～
生 的咬边和成形 不 良的 目的。在进行 线 圈式 外加磁 层状 、 菊花状 。熔覆 层与基 体呈 冶金 结合 ， 界面 组 织
的冶金结合 ， 积层 的显 微 硬 度与 基 体相 比提 高 了 沉
１０ 。 同时 沉 积 层 内部 也 存 在 着 组 织 不 均 匀 的 缺 ０
陷， 这主要是焊接速度控制得不够均匀 以及作用在 阳 极棒上 的作用力不稳定造成 的。图 ５表 ３参 ４
２ １ １ ２ 氩 弧 熔 覆 Ｎ－ － ｒＷＣＤ Ｃ 复 合 材 料 涂 ００ ２ ５ ｉ Ｚ － －４ Ｍｏ
构 和 性 能 的 影 响 ， 接 过 程 中铌 和 碳 发 生 反 应 生 成 焊
机 的电压 、 频率 、 功率 以及保 护 气 体的 流量等工 艺参 数， 采用 Ｎｉ ３ ５阳极 材料对 Ｃ ３ １ ０高温合金进行了电火 花沉积修复 ， 并对沉 积层 进行 了 金相 分析 、 显微硬 度 测试 。结 果表明 ， 电火花 沉积 层 与 Ｃ１０基 体有很 好 ３
材料表面强化技术
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。
表面改质及强化技术
是一种简单、经济且行之有效地方法,而且在生产实际中取得了满意的使用效果。
图1表120102287 煤气炉炉底裂缝的焊补/张迎春//热加工工艺.22009,38(15):139～140焊接修复煤气炉时,采用电弧冷焊工艺,借助栽丝法等措施以减少焊接应力,防止产生裂纹和焊缝剥离是切实可行的。
大面积补焊的经济方法是采用塑性较好的异质焊缝焊条铺底镶边,其余部分用碳钢焊条焊完。
该方法对煤气炉等大型铸铁件焊接修复具有较好的应用价值。
表面改质及强化技术20102288 表面预涂覆合金化粉料的电子束熔覆改性技术研究/刘志栋…//焊接.22009(10):18～23电子束表面合金化技术能够赋予材料优异的表面性能,其制备低成本和高性能的技术特点使其在民用和军工领域具有广阔的应用前景。
总结了电子束表面合金化技术原理及特点,综述了国内、外涂层电子束熔覆技术的研究现状和最新进展,着重介绍了电子束熔覆工艺对改性层组织及性能的影响,并对目前存在的问题及未来发展方向作了简要的论述。
图4参3020102289 激光冲击处理焊接区在核反应堆上的应用/邹世坤…//焊接.22009(10):37～41激光冲击处理(又称激光冲击强化,激光喷丸)是利用强脉冲激光导致的压力冲击波在金属材料表层产生应变硬化的一种新型表面强化技术。
概述了激光冲击处理在焊接结构上的一些情况,介绍了国内在焊缝激光冲击上的一些研究工作。
根据日本东芝公司无吸收层强化核反应堆压力容器的特点,展望了焊接区激光冲击处理将在中国核电技术发展上的应用前景,指出中国在核电站建设中如何利用激光冲击处理技术延缓设备老化和应力腐蚀的问题。
图6参620102290 Q235钢等离子熔覆添加碳化钨铁基合金复合涂层的研究/卢金斌…//焊接.22009(10):58～60在Q235钢基体上采用等离子弧熔覆了添加30%镍包碳化钨的Fe2Cr2Ni2B2Si合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层。
采用SEM,EDS,XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布。
第四章材料的强化、改性及表面技术
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年11月5日星 期四9时4分23秒Thur sday, November 05, 2020
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相信相信得力量。20.11.52020年11月5日星期 四9时4分23秒 20.11.5
谢谢大家！
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加强做责任心，责任到人，责任到位 才是长 久的发 展。20.11.520.11.5Thursday, November 05, 2020
钢的淬透性用末端淬火法（端淬法）测定
离
(a)
(b)
(c)
（a)淬火装置 (b) 淬透性曲线 (c)钢的半马氏体区硬度与含碳量关系曲线
2）淬透性的应用
钢的力学性能沿截面的 分布是受淬透性的影响。
（3）淬火缺陷及其防止 1）变形与开裂 2）硬度不足 3）氧化与脱碳
4.淬火钢的回火
工件在淬火后通常得到 马氏体加残留奥氏体（Ar）， 这种组织不稳定，存在很大 的内应力，因此必须回火。
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。09:04:2309:04:2309:0411/5/2020 9:04:23 AM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.11.509:04:2309:04Nov-205-N ov-20
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重于泰山，轻于鸿毛。09:04:2309:04:2309:04Thursday, November 05, 2020
二、钢在加热和冷却时的转 变
1.钢加热时的转变
热处理加热最主要的目 的就是为了得到奥氏体，因 此这种加热转变过程称为钢 的奥氏体化。
（1）钢的奥氏体化 完全奥氏体化加热； 不完全奥氏体化加热。
（2）奥氏体晶粒的长大及其 控制
表面强化及改质技术
载气 中加入足够 的氢气 对制备不 含杂质 的 ＳＣ ＳＯ ｉ／ Ｉ
复合 涂 层 很 有 必 要 ； 适 的 沉积 温 度 为 Ｉ１ ０ １２ ０ 合 ０ ～ ０
℃； 佳 反 应 物 浓 度 为 ： ｉｈ摩 尔 分 效 为 １ ～ ２ ， ＳＣ ％
应 用 激 光 熔覆 法 ， 采用 镍 基 ＮｉｒＩ 金 粉 末 在 Ｃ ＳＢ合
行了焊接修 复．图 ４ ５ 表
２ ０ ６ ２ Ｙ ８电极 在 氲气 和 硅 油 中 对 Ｔ ７的 电 火 ０ ８ １４ Ｇ Ｕ 花 表面 改性 研 究 ／ 李 平 …／ 材 料 工程 ．２０ （ ）５～ ／ 一０８ ５ ；７
表 面强化及 改质 技术
２ ０ ６ ２ 真 空 离 子 镀 Ａ Ｓ Ｙ 涂 层 的 高 温 性 能 研 ０８ １１ ＦＦ 究／ 彦 平 …／ 沈 阳工 业大 学 学 报 。２ ０ ，０ ３ ，９ 曲 ／ 一０ ８ ３ （ ）２ ８
一
种 有 效 的 方 法 。 图 ６表 ｌ １ 参 ６
２ ０ ６ ２ Ｃ ＮＭｏ不 锈 钢激 光 熔 覆 ＮＣ ＳＢ涂 层 空 ０８ １３ ｒＬ ｉｒｉ 蚀 行 为 ／ 小 彬 …／ 中 国 有 色 金 属 学 报 ．２ ０ ， ８ 张 ／ 一０ ８ １
（） １ ６ ６ ： ０ ４～ １ ６ ０９
由 Ｔ２ Ｔｚ 及 Ｔｉ ｉ２ 及少 量 Ｔｉ Ｔｉａ ｏ 相 ｉ Ｏ， ｉ Ｎ 。ｃ 相 Ｓ Ｃ， Ｎ ．Ｃ． ７ ３
能 要 优 于 其 他 涂 层 。图 ６ ４参 ｌ 表 ５
２ ０ ６ ２ Ｎ 离 子 注 入 纯锕 的 表 面 改性 ／ ０８１２ ｉ 白亚 奎 …／ ／
组成 ； 强化 Ｔｌ 未 ｉｔ试 样 的磨 损 质 量 损 失 分 别 为 在 氩 气 中强 化 试 样 的 两 倍 和 硅 油 中 强 化 试 样 的 ２ ２倍 。钛 合金基体主要 以氧 化磨 损 和粘着 磨损 为 主； Ｙ 经 Ｇ８
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是一种简单、经济且行之有效地方法,而且在生产实际中取得了满意的使用效果。
图1表120102287 煤气炉炉底裂缝的焊补/张迎春//热加工工艺.22009,38(15):139～140焊接修复煤气炉时,采用电弧冷焊工艺,借助栽丝法等措施以减少焊接应力,防止产生裂纹和焊缝剥离是切实可行的。
大面积补焊的经济方法是采用塑性较好的异质焊缝焊条铺底镶边,其余部分用碳钢焊条焊完。
该方法对煤气炉等大型铸铁件焊接修复具有较好的应用价值。
表面改质及强化技术20102288 表面预涂覆合金化粉料的电子束熔覆改性技术研究/刘志栋…//焊接.22009(10):18～23电子束表面合金化技术能够赋予材料优异的表面性能,其制备低成本和高性能的技术特点使其在民用和军工领域具有广阔的应用前景。
总结了电子束表面合金化技术原理及特点,综述了国内、外涂层电子束熔覆技术的研究现状和最新进展,着重介绍了电子束熔覆工艺对改性层组织及性能的影响,并对目前存在的问题及未来发展方向作了简要的论述。
图4参3020102289 激光冲击处理焊接区在核反应堆上的应用/邹世坤…//焊接.22009(10):37～41激光冲击处理(又称激光冲击强化,激光喷丸)是利用强脉冲激光导致的压力冲击波在金属材料表层产生应变硬化的一种新型表面强化技术。
概述了激光冲击处理在焊接结构上的一些情况,介绍了国内在焊缝激光冲击上的一些研究工作。
根据日本东芝公司无吸收层强化核反应堆压力容器的特点,展望了焊接区激光冲击处理将在中国核电技术发展上的应用前景,指出中国在核电站建设中如何利用激光冲击处理技术延缓设备老化和应力腐蚀的问题。
图6参620102290 Q235钢等离子熔覆添加碳化钨铁基合金复合涂层的研究/卢金斌…//焊接.22009(10):58～60在Q235钢基体上采用等离子弧熔覆了添加30%镍包碳化钨的Fe2Cr2Ni2B2Si合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层。
采用SEM,EDS,XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布。
结果表明,Q235钢表面经等离子熔覆的复合涂层厚度可达2.5mm,无裂纹、气孔等缺陷。
涂层中WC颗粒部分溶解于铁基合金,WC与涂层界面形成厚达数微米的反应层,有效提高了WC与涂层间界面结合强度,其组织主要由γ2Fe和α2Fe为基, Cr23C6,Fe6W6C,WC等强化相组成,熔覆层的显微硬度可达500～1000HV0.2。
图7表1参920102291 添加碳化钨铁基合金等离子弧熔覆复合涂层的组织分析/卢金斌…//焊接学报.22009,30 (9):65～68采用预置法等离子弧熔覆技术,在Q235钢基体表面熔覆了添加50%镍包WC(碳化钨)的Fe2Cr2B2Si 合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层。
采用SEM,EDS,XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布。
结果表明,涂层与基体为冶金结合,其中部分WC分解,剩余WC主要分布在涂层的中、底部并与涂层结合良好,最后形成以γ2Fe为基,大颗粒WC,枝晶Fe3W3C,Fe6W6C, W2C等增强的复合涂层,涂层的显微硬度可达900～1100HV0.2。
图8参1220102292 前驱体碳化等离子熔覆高铬铁基涂层的耐空蚀性/刘均波…//焊接学报.22009,30(9):68～72利用前驱体碳化复合技术制备的粉末在中碳钢表面制得等离子熔覆高铬铁基涂层,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、超声振荡磁致伸缩仪等,研究了涂层的组织形态和耐空蚀性能,并对腐蚀破坏过程进行分析。
结果表明,涂层具有较高地显微硬度,经44h空蚀试验后累积的质量损失量为0Cr13Ni6Mo不锈钢的0.497倍,具有一定的耐空蚀性能。
硬质相晶界对γ相塑性变形的阻碍以及应力诱发γ相向马氏体组织转变是高铬铁基涂层具有良好耐空蚀性能的主要原因。
图7表1参720102293 氩弧重熔对Q235钢热浸镀铝层组织和性能的影响/赵 霞…//焊接学报.22009,30(9):93～96采用氩弧重熔技术对Q235钢热浸镀铝层进行改性处理,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对重熔前后组织进行了观察,并测定了重熔前后截面显微硬度,研究了重熔工艺参数对热浸镀铝层组织和性能的影响。
结果表明,热浸镀铝层经氩弧重熔处理后,分层现象消失,组织上梯度过渡,试件由重熔层和淬硬层及基体构成。
氩弧重熔处理能明显提高热浸镀铝层的显微硬度。
氩弧重熔工艺参数对重熔层深度、硬度和裂纹率影响较大,焊接电流增加或焊接速度减小时,重熔层深度增加,硬度升高,裂纹率下降。
图7表2参720102294 激光原位制备颗粒增强铁基复合涂层中碳化物相的形貌分析/吴朝锋…//金属学报.22009, 45(9):1091～1098通过Zr+Ti,Ti+WC以及Zr+Ti+WC的复合添加,运用激光熔覆技术在中碳钢表面原位合成了颗粒增强铁基复合材料涂层,研究了复合碳化物颗粒相的形貌特征。
结果表明,当Zr+Ti复合添加时,颗粒相具有包覆结构;当Ti+WC复合添加时,颗粒相易长大成花瓣状,具有层状结构;当Zr+Ti+WC复合添加时,若WC含量较低,颗粒相具有不规则多边形特征,随着WC含量的增加,颗粒相逐渐长大成花瓣状甚至粗大的树枝晶状。
通过热力学计算,对复合碳化物的形成过程进行了讨论。
图6参1920102295 不锈钢双极板电弧离子镀C r12x N x薄膜改性研究/吴 博…//金属学报.22009,45(9):1125～1129用电弧离子镀方法在质子交换膜燃料电池(PEMFC)不锈钢双极板表面沉积一系列Cr12x N x(x =0.28～0.50)改性薄膜,对薄膜的成分、相组成以及改性双极板的导电、耐蚀等性能进行了分析测试。
结果表明,双极板的导电与耐蚀性能因沉积Cr12x N x薄膜而显著提高,并且与薄膜的成分和相组成密切相关:当x值从0.28增加到0.50,薄膜由Cr+Cr2N转变为Cr2N,再转变为Cr2N+CrN,最终变为CrN;当薄膜由单相组成时,双极板既导电又耐蚀、综合性能最好,与原始不锈钢相比,导电性能提高2个数量级以上,而耐蚀性能提高近3个数量级。
图7参1420102296 Ti60合金表面电弧离子镀Ti2Al2Cr(Si, Y)防护涂层的热腐蚀行为/闫 伟…//金属学报.2 2009,45(10):1171～1178采用电弧离子镀技术在Ti60合金表面制备了Ti248%Al212%Cr(0.2%Si,0.1%Y,原子分数)防护涂层。
利用XRD,SEM和EDS研究了Ti60合金及Ti2Al2Cr(Si,Y)涂层在Na2SO4和75%Na2SO4+ 25%K2SO4(质量分数)中,800℃及850℃下的热腐蚀行为。
结果表明,Ti60合金基体在800℃和850℃的硫酸盐中发生了严重的腐蚀,腐蚀产物发生了明显剥落。
涂层样品在800℃和850℃的硫酸盐腐蚀介质中,表面形成了保护性的氧化膜,可以有效地保护Ti60合金免受腐蚀破坏。
Ti60合金及涂层样品在75%Na2SO4+25%K2SO4混合硫酸盐中的腐蚀比在纯K2SO4中剧烈。
Si和Y元素的加入使得Ti2Al2 Cr2Si和Ti2Al2Cr2Si2Y涂层在硫酸盐中抗热腐蚀性能优于Ti2Al2Cr涂层。
图9参2020102297 溶胶2凝胶法45钢表面制备Al2O3陶瓷涂层及性能/罗来马…//材料热处理学报.22009,30 (4):138～141采用溶胶2凝胶法在45钢表面制备了Al2O3陶瓷涂层,研究了通过化学镀Ni2P层为中间过渡层对45钢表面Al2O3陶瓷涂层性能的影响。
通过压入法和划痕法研究了膜基结合强度,观察了复合涂层压痕和划痕形貌,通过扫描电子显微镜(SEM)对复合涂层表面形貌进行了分析。
结果表明,中间层与基体材料、Al2O3层与中间层结合良好,涂层均匀致密,表面显微硬度最大值为1030HV,压入法结果表明,膜与45钢基体结合较好。
图6表1参920102298 高速电喷镀纳米Z rO2/Ni复合层组织及高温氧化性能/王 伟…//材料热处理学报.22009, 30(5):192～195通过高速电喷镀工艺在Ni基高温合金K17表面沉积了纳米ZrO2/Ni复合镀层,测定了K17合金和纳米ZrO2/Ni复合镀层在1000℃的氧化动力学曲线,采用SEM,XRD和显微硬度计分析了纳米ZrO2/Ni复合镀层的组织结构、表面形貌和表面显微硬度。
试验结果表明,镀层中纳米ZrO2的存在有利于细化复合镀层晶粒,提高复合镀层显微硬度;1000℃氧化5h后,纳米ZrO2/Ni复合镀层氧化膜由NiO,ZrO2和Cr2O3组成,1000℃氧化100h后,纳米ZrO2/Ni复合镀层氧化膜由NiO,NiCr2O4,ZrO2和Cr2O3组成;纳米ZrO2/Ni复合镀层中ZrO2和Cr2O3的存在明显改善了K17合金的抗高温氧化性。
图5表1参720102299 时效对激光熔覆Fe901/3%Cu涂层组织及性能的影响/周 芳…//材料热处理学报.22009, 30(6):154～157采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、透射电镜以及滑动磨损试验,研究了500℃时效35h处理对激光熔覆Fe901/3%Cu涂层组织结构及性能的影响。
结果表明,未经过时效处理的熔覆层主要是由α2 Fe(马氏体),M7C3和M23C6构成,并且α2Fe存在(110)晶面的择优取向,在马氏体上分布着高密度的位错,而且位错沿着熔覆基材向熔覆层方向延伸分布。
熔覆层经过500℃时效35h以后,熔覆层中富铬碳化物相的相对含量有所增加,并且沿M7C3相由马氏体中析出弥散分布的ε2Cu颗粒,在ε2Cu颗粒附近分布有若干位错,对位错起钉扎作用。
熔覆层在时效以后的剖面显微硬度和表面耐磨性能显著提高。
图7表1参1720102300 氩弧熔敷原位自生TiC p/Ni60A复合材料组织和耐磨性/孟君晟…//材料热处理学报.2 2009,30(6):174～177利用氩弧熔敷技术在16Mn钢表面原位合成TiC增强Ni基复合材料耐磨涂层。
采用XRD,SEM 等手段分析涂层的组织,测试涂层的室温干滑动磨损性能。
结果表明:其室温干滑动磨损机制为显微切削磨损,熔敷层与基体呈冶金结合,TiC颗粒均弥散分布于熔敷层中,涂层有较高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性。
图7参1120102301 点焊电极表面电火花沉积TiB2涂层的特征/罗 成…//材料热处理学报.22009,30(6):178～182在CuCrZr电极表面通过电火花振动沉积制备了TiB2功能涂层,测试了功能涂层的显微形貌、物相、硬度以及界面元素分布。