材料受迫成形工艺技术
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表面工程技术是通过运用各种物理、化学或机械工艺过 程，来改变零件基体表面状态、化学成分、组织结构和应 力状态等，使其表面具有不同于基体的某种特殊性能，从 而达到特定使用要求的一项应用技术。
随着电子束、离子束、激光束技术达到实用化并进人 材料表面加工技领域，极大地促进、丰富和发展了表面技 术。该技术已成为20世纪80年代世界十项关键技术之一。 专家们预言，表面工程技术将成为21世纪主导技术之一。
表面工程是由多个学科交叉、综合而发展起来的新兴 学科，有着广泛的涵义，概括了表面处理、表面加工、表 面涂层、表面改性以及薄膜技术等内容。以下仅介绍表面 改性、表面覆层和复合表面处理技术。
3.5 表面工程技术
3.5.1 表面改性技术
表面改性是指采用某种工艺手段使在零件表面获得与 基体的组织结构和性能不同的技术。
3.5 表面工程技术
2．表面覆层技术与其他表面处理技术的复合 3．离子辅助涂覆
在等离子辅助沉积技术中，将离子镀和溅射沉积所应 用的等离子体与气相反应物相结合，产生一种称为等离子 辅助化学沉积(PCVD)的技术。
若用离子束代替等离子体来完成类似效应的称为离子 辅助涂覆。这种技术具有灵活性和重复性，可在低温操作， 是一种快速和可控的方法，通常用于高度精密表面处理以 及普通技术不能处理的一些表面。 4. 离子注入与气相沉积复合表面改性
与激光束加热的区别：激光加热时被 处理的金属表面吸收光子能量，激光并未 穿过金属表面。电子束穿透材料的深度取 决于加速电压的高低和材料密度的大小， 对于钢铁材料，当功率为150kW、 120kW、60kW、10kW时，其穿透深度 分别76、40、10和1微米。
3.5 表面工程技术
电子束表面处理的主要特点： 1)加热和冷却速度快。 2)与激光处理相比，使用成本低。 3)结构简单。 4)电子束与金属表面偶合性好。 5)电子束是在来自百度文库空中工作的，可保证在表面处理质量。 6)电子束能量的控制比激光束控制方便。 7)温度梯度较小。
3.5 表面工程技术
3.5 表面工程技术
3．离子注入表面改性 离子注入属于物理
气相沉积范围，是将 所需物质的离子在电 场中加速后高速轰击 工件表面，并使离子 注入工件表面一定深 度的真空处理工艺。
图3-52为离子注 入装置示意图。
3.5 表面工程技术
离子注入装置包括： 离子源、质量分析器、加速系统、离子扫描系统、
3.1 概 述
3.1.1 机械制造工艺的定义和内涵 3.1.2 先进制造工艺的产生和发展 3.1.3 先进制造工艺技术特点
3.2 材料受迫成形工艺技术
3.2.1 精密洁净铸造成形 3.2.2 精确高效金属塑性成形工艺 3.2.3 粉末锻造成形工艺 3.2.4 高分子材料注射成形
3.3 高速加工技术
材料经表面改性处理后，既能发挥基体的力学性能， 又能使材料表面获得如耐磨、耐腐蚀、耐高温等特殊性能； 可以掩盖基体表面的缺陷，延长材料和构件的使用寿命。 表面改性对节约稀贵材料、节约能源、改善环境有着重要 的作用。 1．激光表面改性 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
今天课就到这里！
主要介绍：热喷涂和气相沉积技术。 热喷涂有很多工艺方法，比较常用的有火焰喷涂、等离子喷涂、 爆炸喷涂等。图3-53、54、55所示。 气相沉积是一种表面制膜新技术，可分为物理气相沉积(PVD)和 化学气相沉积(CVD)。
3.5 表面工程技术
3.5 表面工程技术
3.5 表面工程技术
3.5 表面工程技术
3.3.1 高速加工技术的概念与特征 3.3.2 超高速加工技术的发展与应用 3.3.3 高速切削加工的关键技术 3.3.4 高速磨削加工
3.4 快速原型制造技术
3.4.1 快速原型制造技术的产生和发展 3.4.2 RPM技术原理 3.4.3 典型的RPM工艺方法 3.4.4 RPM技术的应用
3.5 表面工程技术
3.5.3 复合表面处理技术
将两种或两种以上的表面处理工艺用于同一工件的 处理，不仅可以发挥各种表面处理技术的各自特点，而 且更能显示组合使用的突出效果，即复合表面处理技术。 1．复合热处理技术 1)渗钛与离子渗氮复合处理 2)渗碳、渗氮、碳氮共渗处理 3)液体碳氮共渗与高频感应加热表面淬火的复合强化。 4)激光与离子渗氮复合处理
激光具有高辐射亮度、高方向性和高单色性三大特点， 可实现材料表面的快速加热和冷却。
3.5 表面工程技术
表面改性：淬火非晶化、合金化和脉冲硬化等。 激光表面淬火是目前应用最成功的激光
表面改性技术。下图为固体激光加工原理示意图。
3.5 表面工程技术
2．电子束表面改性
当高速电子束照射到金属表面时，电 子能深入金属表面一定深度，与基体金属 的原子核及电子发生相互作用。所传递的 能量立即以热能形式传于金属表层原子， 从而使被处理金属的表层温度迅速升高。
3.5 表面工程技术
3.5.2 表面覆层技术
表面覆层技术是指通过应用物理、化学、电学、光学、材料学、 段，用极少量的材料，在产品表面制备一层保护层、强化层或装饰层 (隔)热、抗疲劳、耐辐射、提高产品质量、延长使用寿命的目的。
除电镀、化学镀、电刷镀、热浸镀、涂装、搪瓷涂敷等各种传统 的工艺方法之外，近20-30年来发展的如热喷涂、电火花喷敷、气相 沉积、塑料粉末涂敷等新工艺技术。
试样室和排气系统等。 离子注入表面改性特征如下：
1) 可注入任何元素，不受固溶度、扩散系数的影响。 2) 注入温度和注入后的温度可以任意控制，不产生退 火软化现 象，表面粗糙度一般无变化，可作为最终处理 工艺。 3) 可控性和重复性好。 4) 可获得两层或两层以上性能不同的复合材料，复合 层不易脱落。
随着电子束、离子束、激光束技术达到实用化并进人 材料表面加工技领域，极大地促进、丰富和发展了表面技 术。该技术已成为20世纪80年代世界十项关键技术之一。 专家们预言，表面工程技术将成为21世纪主导技术之一。
表面工程是由多个学科交叉、综合而发展起来的新兴 学科，有着广泛的涵义，概括了表面处理、表面加工、表 面涂层、表面改性以及薄膜技术等内容。以下仅介绍表面 改性、表面覆层和复合表面处理技术。
3.5 表面工程技术
3.5.1 表面改性技术
表面改性是指采用某种工艺手段使在零件表面获得与 基体的组织结构和性能不同的技术。
3.5 表面工程技术
2．表面覆层技术与其他表面处理技术的复合 3．离子辅助涂覆
在等离子辅助沉积技术中，将离子镀和溅射沉积所应 用的等离子体与气相反应物相结合，产生一种称为等离子 辅助化学沉积(PCVD)的技术。
若用离子束代替等离子体来完成类似效应的称为离子 辅助涂覆。这种技术具有灵活性和重复性，可在低温操作， 是一种快速和可控的方法，通常用于高度精密表面处理以 及普通技术不能处理的一些表面。 4. 离子注入与气相沉积复合表面改性
与激光束加热的区别：激光加热时被 处理的金属表面吸收光子能量，激光并未 穿过金属表面。电子束穿透材料的深度取 决于加速电压的高低和材料密度的大小， 对于钢铁材料，当功率为150kW、 120kW、60kW、10kW时，其穿透深度 分别76、40、10和1微米。
3.5 表面工程技术
电子束表面处理的主要特点： 1)加热和冷却速度快。 2)与激光处理相比，使用成本低。 3)结构简单。 4)电子束与金属表面偶合性好。 5)电子束是在来自百度文库空中工作的，可保证在表面处理质量。 6)电子束能量的控制比激光束控制方便。 7)温度梯度较小。
3.5 表面工程技术
3.5 表面工程技术
3．离子注入表面改性 离子注入属于物理
气相沉积范围，是将 所需物质的离子在电 场中加速后高速轰击 工件表面，并使离子 注入工件表面一定深 度的真空处理工艺。
图3-52为离子注 入装置示意图。
3.5 表面工程技术
离子注入装置包括： 离子源、质量分析器、加速系统、离子扫描系统、
3.1 概 述
3.1.1 机械制造工艺的定义和内涵 3.1.2 先进制造工艺的产生和发展 3.1.3 先进制造工艺技术特点
3.2 材料受迫成形工艺技术
3.2.1 精密洁净铸造成形 3.2.2 精确高效金属塑性成形工艺 3.2.3 粉末锻造成形工艺 3.2.4 高分子材料注射成形
3.3 高速加工技术
材料经表面改性处理后，既能发挥基体的力学性能， 又能使材料表面获得如耐磨、耐腐蚀、耐高温等特殊性能； 可以掩盖基体表面的缺陷，延长材料和构件的使用寿命。 表面改性对节约稀贵材料、节约能源、改善环境有着重要 的作用。 1．激光表面改性 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
今天课就到这里！
主要介绍：热喷涂和气相沉积技术。 热喷涂有很多工艺方法，比较常用的有火焰喷涂、等离子喷涂、 爆炸喷涂等。图3-53、54、55所示。 气相沉积是一种表面制膜新技术，可分为物理气相沉积(PVD)和 化学气相沉积(CVD)。
3.5 表面工程技术
3.5 表面工程技术
3.5 表面工程技术
3.5 表面工程技术
3.3.1 高速加工技术的概念与特征 3.3.2 超高速加工技术的发展与应用 3.3.3 高速切削加工的关键技术 3.3.4 高速磨削加工
3.4 快速原型制造技术
3.4.1 快速原型制造技术的产生和发展 3.4.2 RPM技术原理 3.4.3 典型的RPM工艺方法 3.4.4 RPM技术的应用
3.5 表面工程技术
3.5.3 复合表面处理技术
将两种或两种以上的表面处理工艺用于同一工件的 处理，不仅可以发挥各种表面处理技术的各自特点，而 且更能显示组合使用的突出效果，即复合表面处理技术。 1．复合热处理技术 1)渗钛与离子渗氮复合处理 2)渗碳、渗氮、碳氮共渗处理 3)液体碳氮共渗与高频感应加热表面淬火的复合强化。 4)激光与离子渗氮复合处理
激光具有高辐射亮度、高方向性和高单色性三大特点， 可实现材料表面的快速加热和冷却。
3.5 表面工程技术
表面改性：淬火非晶化、合金化和脉冲硬化等。 激光表面淬火是目前应用最成功的激光
表面改性技术。下图为固体激光加工原理示意图。
3.5 表面工程技术
2．电子束表面改性
当高速电子束照射到金属表面时，电 子能深入金属表面一定深度，与基体金属 的原子核及电子发生相互作用。所传递的 能量立即以热能形式传于金属表层原子， 从而使被处理金属的表层温度迅速升高。
3.5 表面工程技术
3.5.2 表面覆层技术
表面覆层技术是指通过应用物理、化学、电学、光学、材料学、 段，用极少量的材料，在产品表面制备一层保护层、强化层或装饰层 (隔)热、抗疲劳、耐辐射、提高产品质量、延长使用寿命的目的。
除电镀、化学镀、电刷镀、热浸镀、涂装、搪瓷涂敷等各种传统 的工艺方法之外，近20-30年来发展的如热喷涂、电火花喷敷、气相 沉积、塑料粉末涂敷等新工艺技术。
试样室和排气系统等。 离子注入表面改性特征如下：
1) 可注入任何元素，不受固溶度、扩散系数的影响。 2) 注入温度和注入后的温度可以任意控制，不产生退 火软化现 象，表面粗糙度一般无变化，可作为最终处理 工艺。 3) 可控性和重复性好。 4) 可获得两层或两层以上性能不同的复合材料，复合 层不易脱落。