表面处理技术 再制造业中表面技术及其应用
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绿色制造
▪ 绿色制造是通过革新传统制 造技术和生产方式，实现资 源能源的高效清洁利用和环 境影响的最小化，覆盖产品 的设计—制造—使用—回收 再利用的整个生命周期。
2，再制造的意义-背景
据权威统计数据显示：
Baidu Nhomakorabea
10%
世界钢材的10%因腐蚀而损失
70％
机电产品70％的失效来自腐蚀和磨损
1/3
产品制造和使用中1/3的能源直接消耗于摩擦磨损，
3，能 源–火力发电
各种风机
汽轮机转子 发电机转子
3，能 源 – 核电
大亚湾核电站汽缸平面
3，能 源 – 水力发电
水轮机部件
3，能 源 – 水力发电
水力发电机机组
转子
导流叶片
4，石化
球阀-再制造现场
阀板-再制造现场
薄膜
涂层
表面 表面 改性 检测
PVD
CVD
电镀、 电刷镀、 化学镀及 阳极氧化
热喷涂 喷焊
涂装
扩渗
三束 改性
机械 强化
1，热喷涂涂层技术
热喷涂是采用某种热源，把涂层材料加热到熔融或半熔 融状态，借助焰流将涂层材料粒子喷射到基体表面，沉积成 具有某种功能的表面涂层的技术。
① 大气等离子喷涂技术 ② 低压等离子喷涂技术 ③ 超音速火焰喷涂技术 ④ 电弧喷涂技术 ⑤ 冷喷涂技术 ⑥ 爆炸喷涂技术
5，复合表面技术
复合表面技术主要通过多种表面技术（如热喷涂与激光技术） 的合理使用，解决一些有特殊要求的部件的再制造。
广州有色金属研究院自上世纪70年代末就已开 展表面工程技术的研究，主要从事热喷涂、薄膜、 激光加工、表面检测等技术研究和开发。
现有相关研究人员50多人，年表面涂层产品和 技术服务销售额达5000多万元，其中再制造业务达 1000多万元。设有有色行业表面工程技术重点实验 室等多个创新平台。
① 激光熔覆技术是在材料表面采用激光熔覆形成合金层 的技术。
② 激光熔覆技术在对损伤零件进行修复和再制造时，具 有可自由选区修复、零件基体变形小、修复部位和基 体为冶金结合、修复部位力学性能优异、后加工余量 小等诸多优点。
4，复合电（刷）镀技术
复合镀技术是由传统的电镀或电刷镀技术发展起来的一种的新 型表面技术，在失效零部件的快速修复和再制造方面有重要作 用。
予部件新的使用寿命周期，这个过程便是再制造。
2，再制造的意义 - 类型
✓量大面广部件： 汽车、工程机械等行业部件量大面广，可采用规
模化生产方式进行再制造；
✓贵重关键部件： 航空、能源、石化、船舶、冶金等行业部件量少 但价值昂贵，可采用工厂、现场方式进行再制造。
2，再制造的意义
催
传统
生新
节约能源、 能源
降低 成本
低碳 循环 经济
制造 产业
兴产 业
升级
带动
就业
3，再制造关键技术
再制造部件的剩余寿 命的
评估与预测技术
表面工 程技术
特殊后加工技 术
再制造后产品 的质量检测技 术
二、表面工程技术
表面工程技术是再制造工程技术的核心技术之一 表面工程技术是应用激光、离子束、电子束、真空以及材 料复合技术等技术，改变材料表面及近表面区域的组织结 构、化学成分，并赋予材料表面全新性能的技术。
刹车系统
装饰
1. 汽 车
2，航 空
起落架
发动机
2，航 空 – 发动机
发动机内部结构
压气机： 燃烧室：
涡轮： 轴承与附件： 其他：
压气机叶片、风扇叶片、机匣、转子、定子等 喷油嘴、燃烧筒
叶片、导向叶片、涡轮外环、刷式密封等等 轴承座与密封组件、传动轴轴承、燃油泵轴承等 传动轴、喷管等
2，航 空 – 发动机
70%
全球污染排放物70%以上来自制造业。
2，再制造的意义-背景
根据中国工程院报告
5%
2002年我国因腐蚀造成损失占GDP的5% ：
4.5%
2006年全国因摩擦磨损造成的损失占GDP的4.5%
从9.5% 到 4-5%
估计因腐蚀，磨损造成损失占GDP的9.5% 因此存在着较大的差距。
，而发达国家只达到4-5%，
表面工程技术能赋予部件表面耐磨损、耐腐蚀、耐高温、 抗氧化、防辐射、导电、导磁、绝缘、隔热、装饰等多种 性能，是提高产品质量、节约能源和资源、获得显著技术 经济效益的先进技术。
表面工程技术可用于制造和再制造。
在二十世纪末，该技术被列为世界十项关键技术之一。
二、表面工程技术 - 分类
表面 技术
目前是国内现代表面工程技术的研究开发、工 程化与产业化重要基地之一。
三、再制造的应用
1. 汽车 2. 航空 3. 能源 4. 石化 5. 钢铁 6. 其他
1. 汽 车
活塞环
活塞阀
气缸
液压部件 装饰件
(连杆)
排气组件 离合器 发电机 油泵 斜盘 同步环 压缩机 拨叉 氧传感器
刹车盘 散热器
发动机 变速器 其他
再制造中的表面工程技术及应用
报告内容
一．再制造概况 二．表面工程技术 三．再制造的行业应用 四．建议
一、再制造概况
1，先进制造技术的发展
回收再利用 使用 制造
产品生命 周期
设计
先进制造技术
▪ 先进制造技术是传统制造技 术与信息技术、新材料和生 物技术等融合而产生的，绿 色和智能将成为主要发展方 向。
2，薄膜沉积技术
薄膜沉积技术是运用现代的表面沉积方法，在基体沉积 出厚度为100nm至数微米厚的沉积技术。主要包括以物理气 相沉积和化学气相沉积为代表的成膜技术。常见技术如：
① 电弧离子镀技术 ② 磁控溅射离子镀技术 ③ 直流等离子射流CVD技术 ④ 等离子增强CVD技术
3，激光表面处理技术
采用激光束对材料表面进行处理，获得新的表面性能， 包括激光表面相变硬化、激光熔覆与合金化等。
风扇叶片：Ti6Al4V 原来寿命：最新设计都是整体式设
计，部分损伤都会导致风扇报废 再制造
利用激光熔覆技术修复 疲劳寿命不降低
再制造 后
2，航 空 – 起落架
超音速火焰喷涂涂层
涂层磨削
涂层超精加工
加工完成的部件
波音787新型客机起落架 A380起落架
3，能 源–循环发电机组
3，能 源–燃气轮机
3130亿
以2009年GDP33万亿元计算，若能采取再制造等措施挽回10%的损失， 则每年可节约3130亿元。
2，再制造的意义-背景
✓ 部件的失效，首先发生于部件的最薄弱环节。大部 分的部件的失效，是由腐蚀和磨损造成的，部件的 寿命，往往取决于部件的表面。
✓ 在部件材料内部没有受损伤、并保证有足够疲劳寿 命的前提下，对部件进行尺寸恢复及功能提升，赋
▪ 绿色制造是通过革新传统制 造技术和生产方式，实现资 源能源的高效清洁利用和环 境影响的最小化，覆盖产品 的设计—制造—使用—回收 再利用的整个生命周期。
2，再制造的意义-背景
据权威统计数据显示：
Baidu Nhomakorabea
10%
世界钢材的10%因腐蚀而损失
70％
机电产品70％的失效来自腐蚀和磨损
1/3
产品制造和使用中1/3的能源直接消耗于摩擦磨损，
3，能 源–火力发电
各种风机
汽轮机转子 发电机转子
3，能 源 – 核电
大亚湾核电站汽缸平面
3，能 源 – 水力发电
水轮机部件
3，能 源 – 水力发电
水力发电机机组
转子
导流叶片
4，石化
球阀-再制造现场
阀板-再制造现场
薄膜
涂层
表面 表面 改性 检测
PVD
CVD
电镀、 电刷镀、 化学镀及 阳极氧化
热喷涂 喷焊
涂装
扩渗
三束 改性
机械 强化
1，热喷涂涂层技术
热喷涂是采用某种热源，把涂层材料加热到熔融或半熔 融状态，借助焰流将涂层材料粒子喷射到基体表面，沉积成 具有某种功能的表面涂层的技术。
① 大气等离子喷涂技术 ② 低压等离子喷涂技术 ③ 超音速火焰喷涂技术 ④ 电弧喷涂技术 ⑤ 冷喷涂技术 ⑥ 爆炸喷涂技术
5，复合表面技术
复合表面技术主要通过多种表面技术（如热喷涂与激光技术） 的合理使用，解决一些有特殊要求的部件的再制造。
广州有色金属研究院自上世纪70年代末就已开 展表面工程技术的研究，主要从事热喷涂、薄膜、 激光加工、表面检测等技术研究和开发。
现有相关研究人员50多人，年表面涂层产品和 技术服务销售额达5000多万元，其中再制造业务达 1000多万元。设有有色行业表面工程技术重点实验 室等多个创新平台。
① 激光熔覆技术是在材料表面采用激光熔覆形成合金层 的技术。
② 激光熔覆技术在对损伤零件进行修复和再制造时，具 有可自由选区修复、零件基体变形小、修复部位和基 体为冶金结合、修复部位力学性能优异、后加工余量 小等诸多优点。
4，复合电（刷）镀技术
复合镀技术是由传统的电镀或电刷镀技术发展起来的一种的新 型表面技术，在失效零部件的快速修复和再制造方面有重要作 用。
予部件新的使用寿命周期，这个过程便是再制造。
2，再制造的意义 - 类型
✓量大面广部件： 汽车、工程机械等行业部件量大面广，可采用规
模化生产方式进行再制造；
✓贵重关键部件： 航空、能源、石化、船舶、冶金等行业部件量少 但价值昂贵，可采用工厂、现场方式进行再制造。
2，再制造的意义
催
传统
生新
节约能源、 能源
降低 成本
低碳 循环 经济
制造 产业
兴产 业
升级
带动
就业
3，再制造关键技术
再制造部件的剩余寿 命的
评估与预测技术
表面工 程技术
特殊后加工技 术
再制造后产品 的质量检测技 术
二、表面工程技术
表面工程技术是再制造工程技术的核心技术之一 表面工程技术是应用激光、离子束、电子束、真空以及材 料复合技术等技术，改变材料表面及近表面区域的组织结 构、化学成分，并赋予材料表面全新性能的技术。
刹车系统
装饰
1. 汽 车
2，航 空
起落架
发动机
2，航 空 – 发动机
发动机内部结构
压气机： 燃烧室：
涡轮： 轴承与附件： 其他：
压气机叶片、风扇叶片、机匣、转子、定子等 喷油嘴、燃烧筒
叶片、导向叶片、涡轮外环、刷式密封等等 轴承座与密封组件、传动轴轴承、燃油泵轴承等 传动轴、喷管等
2，航 空 – 发动机
70%
全球污染排放物70%以上来自制造业。
2，再制造的意义-背景
根据中国工程院报告
5%
2002年我国因腐蚀造成损失占GDP的5% ：
4.5%
2006年全国因摩擦磨损造成的损失占GDP的4.5%
从9.5% 到 4-5%
估计因腐蚀，磨损造成损失占GDP的9.5% 因此存在着较大的差距。
，而发达国家只达到4-5%，
表面工程技术能赋予部件表面耐磨损、耐腐蚀、耐高温、 抗氧化、防辐射、导电、导磁、绝缘、隔热、装饰等多种 性能，是提高产品质量、节约能源和资源、获得显著技术 经济效益的先进技术。
表面工程技术可用于制造和再制造。
在二十世纪末，该技术被列为世界十项关键技术之一。
二、表面工程技术 - 分类
表面 技术
目前是国内现代表面工程技术的研究开发、工 程化与产业化重要基地之一。
三、再制造的应用
1. 汽车 2. 航空 3. 能源 4. 石化 5. 钢铁 6. 其他
1. 汽 车
活塞环
活塞阀
气缸
液压部件 装饰件
(连杆)
排气组件 离合器 发电机 油泵 斜盘 同步环 压缩机 拨叉 氧传感器
刹车盘 散热器
发动机 变速器 其他
再制造中的表面工程技术及应用
报告内容
一．再制造概况 二．表面工程技术 三．再制造的行业应用 四．建议
一、再制造概况
1，先进制造技术的发展
回收再利用 使用 制造
产品生命 周期
设计
先进制造技术
▪ 先进制造技术是传统制造技 术与信息技术、新材料和生 物技术等融合而产生的，绿 色和智能将成为主要发展方 向。
2，薄膜沉积技术
薄膜沉积技术是运用现代的表面沉积方法，在基体沉积 出厚度为100nm至数微米厚的沉积技术。主要包括以物理气 相沉积和化学气相沉积为代表的成膜技术。常见技术如：
① 电弧离子镀技术 ② 磁控溅射离子镀技术 ③ 直流等离子射流CVD技术 ④ 等离子增强CVD技术
3，激光表面处理技术
采用激光束对材料表面进行处理，获得新的表面性能， 包括激光表面相变硬化、激光熔覆与合金化等。
风扇叶片：Ti6Al4V 原来寿命：最新设计都是整体式设
计，部分损伤都会导致风扇报废 再制造
利用激光熔覆技术修复 疲劳寿命不降低
再制造 后
2，航 空 – 起落架
超音速火焰喷涂涂层
涂层磨削
涂层超精加工
加工完成的部件
波音787新型客机起落架 A380起落架
3，能 源–循环发电机组
3，能 源–燃气轮机
3130亿
以2009年GDP33万亿元计算，若能采取再制造等措施挽回10%的损失， 则每年可节约3130亿元。
2，再制造的意义-背景
✓ 部件的失效，首先发生于部件的最薄弱环节。大部 分的部件的失效，是由腐蚀和磨损造成的，部件的 寿命，往往取决于部件的表面。
✓ 在部件材料内部没有受损伤、并保证有足够疲劳寿 命的前提下，对部件进行尺寸恢复及功能提升，赋