常用表面处理工艺PPT课件

气体渗碳 法示意图
渗碳过程分析
UW-自动化工程部
煤油滴入渗碳炉后，经过高温热裂分解一氧化碳(CO)，二氧化碳(CO2)，氧(O2)，氢(H2)和饱和碳 氢化合物(CnH2n+2)及不饱和碳氢合化物(CnH2n)等多种混合气体。 气体渗碳主要利用其中一氧化碳， 饱和的碳氢化合物和不饱和的碳氢化合物，靠这些气体在渗碳温度分解得到原子状态的碳而产生 渗碳作用。
高精准的硬化表面
表面选择性的硬化
激光冲击强化
3.2 表面合金化技术
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通过物理方法，使添加材料进入基体，形成合金化层。该技术的典型工艺，就是 金属的渗碳、渗氮处理。通常是将金属与渗剂同放置于密闭的腔体内，采用加热、真 空等措施，活化金属表面，经分解、吸收、扩散过程等作用使碳、氮进入金属基体。
3.1.5.2 化学抛光
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将金属零件浸入特制的化学溶液中，利用金属表面凸起部位比凹洼部位溶解速度 快的现象，实现零件表面的抛光。
3.1.5.3 生物抛光
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生物抛光是一种用纤维素酶改善纤维素纤维制品表面的整理工艺,以达到持久的抗 起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度。生物抛光是去除从纱表面伸出来的细微纤维, 这些微纤被去除了就不会起毛起球，色泽也更光亮，表面茸毛减少使得布面更光洁。
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喷砂处理是利用高速喷射出的砂粒或铁粒，对工件表面进行撞击，以提高零件的部
分力学性能和改变表面状态的工艺方法。
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喷砂与喷丸处理，工艺相似，主要差别在沙粒直径上。该工艺主要应用于提高零
件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐蚀性等，还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、
焊件的残余应力等。
2CO → CO2 + [C] CnH2n+2 → (n+1)H2 + n[C]
一氧化碳在高温渗碳时，其分解速度较慢，分解与吸收基本平衡，因 此，一般没有过剩碳沉积，而不饱和碳氢化合物，渗碳开始时会猛烈地析出碳， 形成一层碳黑，附于零件表面，阻止渗碳的进行。所以，渗碳气体中不饱和碳 氢化合物含量应控制低些。
定性能要求的工艺方法，称为表面处理。
二、表面处理技术的分类（按工艺特点）
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①表面改性技术（金属、非金属） 通过物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、相组成、微观结构、缺
陷状态、应力状态。材料表面化学组成不变。 ②表面合金化技术（金属）
通过物理方法，使添加材料进入基体，形成合金化层。 ③表面转化膜技术（金属）
通过化学方法，使添加材料与基体发生化学反应，形成转化膜。 ④表面涂（镀）层技术（金属、非金属）
通过物理、化学方法，使添加材料在基体表面形成镀、涂 层。基材不参与涂层的形成。
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三、常见的表面处理方法
3.1 表面改性技术
通过物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、相组成、微观结 构、缺陷状态、应力状态。材料表面化学组成不变。
3.1.6 激光表面强化
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激光表面强化是用聚焦的激光束射向钢件表面，在极短时间内将工件表层极 薄的材料加热到相变温度或熔点以上的温度，又在极短时间内冷却使工件表面淬 硬强化。激光表面强化可分为激光相变强化处理、激光表面合金化处理和激光熔 覆处理等。
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激光表面强化的热影响区小，变形小，操作方便，主要用于局部强化的零件，如冲 裁模、曲轴、凸轮、凸轮轴、花键轴、精密仪器导轨、高速钢刀具、齿轮及内燃机缸套等。
常用零件表面处理工艺
制作：自动化-工程部 时间：2016年4月30日
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表面处理的概念 表面处理技术的分类 常见的表面处理方法 常用材料的表面处理方法
一、表面处理概念
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利用现代物理、化学、金属学和热处理等学科的边缘性新技术来
改变零件表面的状况和性质，使之与心部材料作优化组合，以达到预
3.1.5.1 机械抛光 3.1.5.1.1 轮式抛光
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用高速旋转的柔性抛光轮和极细的磨料对工件表面进行滚压和微量切削实现抛光。 抛光轮用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，用于较大零件的抛光。
3.1.5.1.2 滚筒抛光和振动抛光
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将工件、磨料和抛光液装入滚筒或振动箱内，滚筒缓慢滚动或振动箱振动，使工件与工件， 工件与磨料相互摩擦，加上抛光液的化学作用，除去工件表面的油污、锈层，磨去凸峰，从而 获得光滑的表面。用于细小而量大零件的抛光，后者比前者生产率高，抛光效果更好。
3.1.3 滚压
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滚压是在常温上用硬质滚柱或滚轮施压于旋转的工件表面上，并沿母线方向移动， 使工件表面塑性变形、硬化，以获得准确、光洁和强化的表面，或特定花纹的处理工 艺。
3.1.4 拉丝
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在外力作用下使金属强行通过模具,金属横截面积被压缩,并获得所要求的横截面积 形状和尺寸的技术加工方法称为金属拉丝工艺。使其改变形状、尺寸的工具称为拉丝模。 拉丝可根据装饰需要，制成直纹、乱纹、波纹、螺纹等几种。
3.1.1 表面淬火 3.1.2 喷砂 3.1.3 滚花 3.1.4 拉丝 3.1.5 抛光 3.1.6 激光表面强化
3.1.1 表面淬火
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表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表 层奥氏体化后进行快速冷却（淬火），使表面硬化的一种热处理方法。
3.1.2 喷砂
直纹
乱纹
波纹
螺纹
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直纹拉丝
是指在金属表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。
乱纹拉丝 是在高速运转的铜丝刷下，使金属板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝 纹。这种加工对金属板的表面要求较高。 波纹 一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在金属板表面磨刷，得出波浪式纹路。
螺纹 是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿成60 度左右的角度，另外做一个装有固定金属板的拖板，在拖板上贴一条边沿齐直 的聚酯薄膜用来限制螺纹进度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动，在金属板 表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。
3.1.5 抛光
UW-自整加工方法，一般只能得到光滑表面，不能提 高甚至不能保持原有的加工精度，随预加工状况不同，抛光后的Ra值可达1.6～0.008 m ，按照实现原理的不同，可分为机械抛光和化学抛光。