表面工程技术(热喷涂与堆焊)-精品

表面工程的概念 ，国际上 最初是由英格兰伯 明翰大学教授汤姆·贝尔（Tom Bell）在80年代初提 出的。我国最初提出表面工程的概念的是北京装甲 兵学院徐滨士院士.
表面工程技术成为80年代世界上十大关键技术 之一。进入90年代，其发展势头更猛，各国竞相将 表面工程列入研究发展规划，比如:美国将其列为工 程科学院向美国国会提出的2000年前要加强发展的 九大科学技术项目之一;我国将一些表面技术列为若 干个五年计划的重点推广项目.国际国内出现了表面 工程研究及其技术应用的热潮，所涉及的范围几乎 包括了国民经济的各个领域。
②电化学腐蚀 电化学腐蚀是指金属表面与离子导 电的介质因发生电化学作用而发生的破坏。主要 特点是其反应历程可分为两个相对独立，并且可 以同时进行的过程——阴极反应和阳极反应。在 腐蚀进行过程中有腐蚀电流产生。大气腐蚀、海 水腐蚀、土壤腐蚀等都属于电化学腐蚀。
③物理腐蚀 物理腐蚀是指金属由于单纯的物理溶 解作用所引起的破坏。其特点是没有化学反应产 生，仅仅是物理溶解过程。
对于电子电器元件，表面工程主要用于提高元器件表面 的电、磁、声、光等特殊物理性能，以保证现代电子产品容 量大、传输快、体积小、高转换率、高可靠性；
对于机电产品的包装及工艺品，表面工程主要用于提高 表面的耐蚀性和美观性，以实现机电产品优异性能、艺术造 型与绚丽外表的完美结合；
对生物医学材料，表面工程主要用于提高人造骨骼等人 体植入物的耐磨性、耐蚀性，尤其是生物相容性，以保证患 者的健康并提高生活质量。
堆焊的特殊性
堆焊稀释率：
母材金属对熔敷金属冲淡的程度称为稀释 率。稀释率用母材金属或先前焊道的堆焊金属 在整个堆焊焊道中所占百分比来确定。
即：d=B/（B+f）
d为稀释率； B为母材熔化的面积； f为熔敷金属的面积。
堆焊合金化
所谓合金化是指把所需要的合金元素通过堆 焊材料过渡到堆焊金属中的过程，合金元素的 过渡形式往往随堆焊方法不同而异，而同一种 堆焊方法也可有不同的合金过渡方式，常用的 合金化方法有以下几种：
技术,复合表面工程技术和纳米表面工程技术。
• 表面检测技术: 微观结构,化学/物理/力学分析,几何特征
分析,无损检测技术等；
• 表面工程设计: 成分结构设计,复合功能设计,涂层选择
与应用设计,设备与工艺流程设计,生产车间设计等；
• 表面工程应用: 涂层特性及综合应用,涂层材料及加工
技术,质量及工艺过程控制,管理及经济分析等。
表面工程技术 （热喷涂与堆焊）
Surfacing and Spraying
表面工程 堆焊与 技术 热喷涂
Baidu Nhomakorabea焊接技术
—表面工程技术简介 —堆焊技术 —热喷涂技术
表面工程技术简介
1 . 表面工程技术概念 2 . 表面工程技术——三大技术 3 . 表面工程作用 4 . 现代表面工程学
1 . 表面工程技术概念
1）焊条药皮渗合金法；2）焊剂渗合金法； 3）合金焊丝或焊带渗合金法；4）药芯焊丝渗 合金法；5）合金粉末渗合金法。
合金元素的过渡系数
实际堆焊过程中，无论采用上述哪一种合金 元素的损失问题，如堆焊过程因飞溅和氧化而导 致的损失等，因此，经常用合金元素的过渡系数 来说明合金元素利用率的高低。合金元素的过渡 系数等于它在熔敷金属中的实际含量与它的原始 含量之比。影响过渡系数的因素很多，凡是能减 少氧化、蒸发、及有利于合金元素由渣向堆焊金 属中转移的因素都可以提高过渡系数。
2 . 表面技术——三大技术 • 表面改性技术 • 表面处理技术 • 表面涂覆技术
随着表面工程技术的发展，又出现 了复合表面工程技术和纳米表面工程 技术。
3 . 表面工程作用
4 . 现代表面工程学
• 科学理论基础: 表面界面理论、表面失效理论、腐蚀科
学、摩擦科学等；
• 表面工艺技术: 表面改性技术,表面处理技术,表面涂覆
（2）根据腐蚀破坏形式分类
全面腐蚀 局部腐蚀
①全面腐蚀 全面腐蚀是指腐蚀作用以基本 相同的速度在整个金 属表面同时进行。当金属发 生全面腐蚀时，腐蚀作用均匀地分布在整个金属 表面上。这类腐蚀虽然可以造成损害，但相对来 说其危害性没有局部腐蚀那样严重。
表面工程是将材料表面与基体一起作为一个系 统进行设计，利用表面改性技术、表面处理技术和 表面涂覆技术 ， 使材料表面获得材料本身没有而 又希望具有的性能的系统工程。
表面工程是改善机械零件、电子电器元件基质 材料表面性能的一门科学和技术。
对于机械零件，表面工程主要用于提高零件表面的耐磨 性、耐蚀性、耐热性、抗疲劳强度等力学性能，以保证现代 机械在高速、高温、高压、重载以及强腐蚀介质工况下可靠 而持续地进行；
堆焊技术
1 堆焊的基本概念 2 金属的磨损及腐蚀 3 堆焊材料 4 堆焊工艺方法 5 部分应用简介
1 堆焊的基本概念
堆焊是为增大或恢复焊件尺寸，或使焊件 表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊 接。堆焊可以提高零件耐磨、耐热、耐腐蚀等 性能。
堆焊的物理本质、冶金过程、热过程等基 本规律与一般焊接没有区别，但堆焊的目的是 使零件表面充分发挥堆焊合金的性能，使零件 获得更高的使用寿命。
表面工程是近代技术与经典表面工艺相结合
而繁衍、发展起来的，拥有坚实的科学理论基础， 它包括涂镀层材料与制备工艺，施涂与检测备， 表面组成与结构分析技术，表面性能测试技术、 检验方法、标准评价，质量保证与工艺过程控制 等为制造新型表面和表面层而形成工程化规模化 生产的成套技术。
总之，在材料表面上发生的各种技术都是表 面工程的一部分。
2 金属的磨损
金属表面的腐蚀
（1）根据腐蚀机理分类； 化学腐蚀 电化学腐蚀 物理腐蚀。
（2）根据腐蚀破坏形式分类； 全面腐蚀 局部腐蚀
（3）根据腐蚀环境分类； 大气腐蚀、电解质溶液中的腐蚀、海水腐蚀、
土壤腐蚀、溶盐腐蚀。
（1）根据腐蚀机理分类
化学腐蚀 电化学腐蚀 物理腐蚀。
①化学腐蚀 化学腐蚀是指金属表面与非电解质直 接发生纯化学作用而引起的破坏。其主要特点是 非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子相互 作用而形成腐蚀产物。原子之间的传递是在金属 与氧化剂中直接进行的，因而没有电流产生。金 属在干燥的气体介质和不导电的液体介质（如酒 精、石油）中发生的腐蚀都属于化学腐蚀。