激光相變強化

❶ 淬火工藝有哪些特點

其實總體來說感應加熱表面淬火就是在一個感應線圈中通以一定頻率的交流電(有高頻，中頻，工頻三種)，使應用圈周圍產生頻率相同的交變磁場，置於磁場之中的工件就會產生與感應線圈頻率相同，方向相反的感應電流，這個電流叫渦流。由於集膚效應，渦流主要集中在工件的表層。由渦流所產生的電阻熱使工件表層被迅速加熱到淬火溫度，隨即向工件噴水，將工件表層淬硬。其加熱速度極快，通常只有幾秒鍾。實際應用中的電流頻率從50Hz到500KHz都有。其中，50Hz到10KHz為中頻，以可控硅(晶閘管)為主，用於淬硬層深度較深的，如軋輥等;10KHz到50KHz左右，為超音頻，以IGBT為主，應用范圍最為廣泛;50KHz以上者，稱為高頻，應用於精細零件加工上，以電子管為主，有用MOS管的。鋼材或鋼件在空氣水蒸氣或化學葯物中加熱到適當溫度使其表面形成一層藍色或黑色氧化膜的工藝。也稱發黑。常用於精密儀器、光學儀器、工具、硬度塊及機械行業中的標准件等。利用高能量密度的激光對工件表面進行加熱的方法。效率高，質量好激光表面強化可分為激光相變強化處理、激光表面合金化處理和激光熔覆處理等。激光表面強化主要用於局部強化的零件，如沖裁模、曲軸、凸輪、凸輪軸、花鍵軸、精密儀器導軌、高速鋼刀具、齒輪及內燃機缸套等。

❷ 司筒針表面黑色很硬100度的是什麼工藝

司筒針表面黑色很硬100度的是表面淬火熱處理工藝提高硬度的方法。

總共可以分為4大類：表面改性技術、表面合金化技術、表面轉化膜技術和表面覆膜技術。

一、表面改性技術

1、表面淬火

表面淬火是指在不改變鋼的化學成分及心部組織情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化後進行淬火以強化零件表面的熱處理方法。

作用：

提高零件機械強度以及耐磨性、抗疲勞和耐蝕性等；用於表面消光、去氧化皮；消除鑄、鍛、焊件的殘余應力等。

4、滾壓

滾壓是在常溫下用硬質滾柱或滾輪施壓於旋轉的工件表面，並沿母線方向移動，使工件表麵塑性變形、硬化，以獲得准確、光潔和強化的表面或者特定花紋的表面處理工藝。

❸ 什麼是激光相變硬化

激光穿透能力極強，當表面的金屬加熱到低於熔點的臨界轉變溫度，金屬激光切割機表面快速奧氏體化，然後迅速自冷卻金屬表面強化，強化，即激光相變硬化。激光熱處理是利用高功率密度的激光束在金屬表面處理方法，該材料實現相變硬化，金屬激光切割機表面合金化，表面改性，所產生的其他表面硬化不到表面成分，組織，性能變化。

❹ 瓦楞輥的延長瓦楞輥的使用壽命:激光強化的技術原理

激光表面強化技術基於激光束的高能量密度加熱和工件自冷卻兩個過程。激光表面淬火是一項金屬材料及零件表面快速強化的技術，可以提高表面硬度、強度、耐磨性，同時又使心部仍保持較好的綜合力學性能。瓦楞輥表面強化屬於激光表面相變強化。
激光強化的技術特點
·激光表面強化對材料的淬透性依賴性小。激光強化引發低等級材料代替搞等級材料的可能。
·彌散強化。在快速加熱和快速冷卻的工藝環境下形成的奧式體晶粒沒有孕育長大機會，彌散的奧氏體晶粒形成彌散的馬氏體相或貝式體相，使馬氏體或貝式體具有晶格強化的同時具有彌散強化效果。
·無氧化脫碳淬火，在傳統熱處理中，鋼在加熱過程如沒有保護措施，便會發生氧化、脫碳現象，使鋼的硬度，耐磨性、使用性能和使用壽命降低。激光相變強化由於使用的吸光塗料可在光斑周圍形成氣體保護氣氛，使處理面免遭氧化，具有保護工件表面的性能。
·抗疲勞問題，經激光處理的工件的表層呈壓應力狀態，這一性能使齒輪更加抗疲勞，使龜裂、犁溝、粘著等疲勞現象延遲出現，延長使用壽命。
·等強工作層，常規熱處理，包括中頻淬火，由表及裡其硬度值有一個明顯的下降梯度，經激光強化的工件，整個強化層的硬度幾乎一樣。激光強化件等強工作層避免了常規熱處理件在一旦表面出現磨損，其磨損速度便加速的現象。
·無變形淬火，由於基體的牽制，激光強化表面層的應力不足以使工件變形。
·無污染。
瓦楞輥壽命的提高保證了生產線的運行時間盡可能長，減少停機換輥時間，對於廠家的生產效率有了極大的提高；並使得停機換紙次數比以往減少，減少了芯紙的浪費；瓦楞輥耐磨性的提高使芯紙的選擇范圍更加廣泛，使瓦楞紙板生產廠家有效的降低成本。而激光瓦楞輥的出現則為瓦楞紙生產廠家提供了一種性價比最優的瓦楞輥，為瓦楞輥廠商節省大量直接成本。
如今在瓦楞輥的應用上，由於中頻瓦楞輥以應用於中低速生產線為多；碳化鎢瓦楞輥的應用則集中在高速生產線，但由於成本較高很難進入中、低速瓦楞輥市場。激光瓦楞輥應用領域相對較廣，在中、低速生產線方面，對比中頻瓦楞輥，具有更高更穩定的品質、更長的使用壽命；在高速生產線方面，激光瓦楞輥只需將極小的變形量精磨掉後，即可滿足高速生產線的要求。綜合來看，激光瓦楞輥和碳化鎢瓦楞輥都是高技術含量產品，在三種主流制輥工藝中，激光瓦楞輥具有最佳的性能價格比。

❺ 激光加工技術都有什麼應用領域

激光加工技術的應用：
已成熟的激光加工技術包括：激光快速成形技術、激光焊接技術、激光打孔技術、激光切割技術、激光打標技術、激光去重平衡技術、激光蝕刻技術、激光微調技術、激光存儲技術、激光劃線技術、激光清洗技術、激光熱處理和表面處理技術。
激光焊接技術具有溶池凈化效應，能純凈焊縫金屬，適用於相同和不同金屬材料間的焊接。激光焊接能量密度高，對高熔點、高反射率、高導熱率和物理特性相差很大的金屬焊接特別有利。
激光切割技術可廣泛應用於金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質量。脈沖激光適用於金屬材料，連續激光適用於非金屬材料，後者是激光切割技術的重要應用領域。
激光打標技術是激光加工最大的應用領域之一。準分子激光打標發展起來的一項新技術，特別適用於金屬打標，可實現亞微米打標，已廣泛用於微電子工業和生物工程。
激光去重平衡技術是用激光去掉高速旋轉部件上不平衡的過重部分，使慣性軸與旋轉軸重合，以達到動平衡的過程。激光去重平衡技術具有測量和去重兩大功能，可同時進行不平衡的測量和校正，效率大大提高，在陀螺製造領域有廣闊的應用前景。對於高精度轉子，激光動平衡可成倍提高平衡精度，其質量偏心值的平衡精度可達1%或千分之幾微米。
激光蝕刻技術比傳統的化學蝕刻技術工藝簡單、可大幅度降低生產成本，可加工0.125～1微米寬的線，非常適合於超大規模集成電路的製造。
激光微調技術可對指定電阻進行自動精密微調，精度可達0.01%～0.002%，比傳統加工方法的精度和效率高、成本低。激光微調包括薄膜電阻(0.01～0.6微米厚)與厚膜電阻(20～50微米厚)的微調、電容的微調和混合集成電路的微調。
激光存儲技術是利用激光來記錄視頻、音頻、文字資料及計算機信息的一種技術，是信息化時代的支撐技術之一。
激光劃線技術是生產集成電路的關鍵技術，其劃線細、精度高(線寬為15～25微米，槽深為5～200微米)，加工速度快(可達200毫米/秒)，成品率可達99.5%以上。
激光清洗技術的採用可大大減少加工器件的微粒污染，提高精密器件的成品率。
激光熱、表處理技術包括：激光相變硬化技術、激光包覆技術、激光表面合金化技術、激光退火技術、激光沖擊硬化技術、激光強化電鍍技術、激光上釉技術，這些技術對改變材料的機械性能、耐熱性和耐腐蝕性等有重要作用。
激光相變硬化(即激光淬火)是激光熱處理中研究最早、最多、進展最快、應用最廣的一種新工藝,適用於大多數材料和不同形狀零件的不同部位,可提高零件的耐磨性和疲勞強度,國外一些工業部門將該技術作為保證產品質量的手段。
激光包覆技術是在工業中獲得廣泛應用的激光表面改性技術之一,具有很好的經濟性,可大大提高產品的抗腐蝕性。
激光表面合金化技術是材料表面局部改性處理的新方法,是未來應用潛力最大的表面改性技術之一,適用於航空、航天、兵器、核工業、汽車製造業中需要改善耐磨、耐腐蝕、耐高溫等性能的零件。
激光退火技術是半導體加工的一種新工藝,效果比常規熱退火好得多。激光退火後,雜質的替位率可達到98%～99%,可使多晶硅的電阻率降到普通加熱退火的1/2～1/3,還可大大提高集成電路的集成度,使電路元件間的間隔縮小到0.5微米。
激光沖擊硬化技術能改善金屬材料的機械性能,可阻止裂紋的產生和擴展,提高鋼、鋁、鈦等合金的強度和硬度,改善其抗疲勞性能。
激光強化電鍍技術可提高金屬的沉積速度,速度比無激光照射快1000倍,對微型開關、精密儀器零件、微電子器件和大規模集成電路的生產和修補具有重大義意。使用改技術可使電度層的牢固度提高昂100～1000倍。
激光上釉技術對於材料改性很有發展前途,其成本低,容易控制和復制,有利於發展新材料。激光上釉結合火焰噴塗、等離子噴塗、離子沉積等技術,在控制組織、提高表面耐磨、耐腐蝕性能方面有著廣闊的應用前景。電子材料、電磁材料和其它電氣材料經激光上釉後用於測量儀表極為理想。

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模具表面強化新技術的應用和發展
0 引言
模具在使用過程中往往承受著各種形式的復雜
應力,模具的表面更是處在較大、較復雜的應力狀態
下,其工作條件尤為惡劣。模具的失效和破壞,是發
生在表面或由表面開始,因此,模具表面性能的優劣
將直接影響模具的使用及壽命。實踐證明,提高模
具性能的有效途徑除選擇正確的加工方法、模具材
料外,關鍵在於正確選擇熱處理方法和表面處理工
藝。模具表面處理是提高模具質量的重要基礎工藝
之一[ 1 ] 。
隨著我國汽車、家電工業的迅猛發展,對模具工
業提出了更高的要求,如何提高模具的加工質量和
使用壽命,一直是人們不斷探索的課題。而表面強
化技術以其廣泛的功能性,良好的環保性以及巨大
的增效性,正逐步成為提高模具質量和使用壽命的
重要途徑。目前,隨著表面技術的不斷完善,在原有
常規的表面強化的基礎上,一大批實用、有效的表面
強化新技術相繼得以開發和利用,並逐步推廣應用
於模具製造中。而且隨著稀土應用的不斷擴大以及
復合強化技術的不斷發展,各種新型表面工程技術
也將進一步推動模具製造領域中的表面強化技術的
發展[ 2 ] 。
1 模具表面強化技術的分類
模具的表面強化處理是指用機械、物理或化學
方法對模具工作表面進行改性或覆層等處理,使模
具在保證高的強韌性基礎上,不僅具有更高的強度、
硬度、耐磨性,同時獲得優異的抗疲勞、抗咬合、抗粘
著、抗擦傷、耐腐蝕、抗高溫氧化等性能的處理方法,
如表面淬火、化學熱處理等。
模具的表面強化處理在不同文獻上往往有不同
的分類方法,如有按目的和作用分為表層化學成分
及組織結構改變型和表面物質保護型兩大類的;有
按處理溫度分為低、中、高三大類的;有按原理分為
物理表面處理法、化學表面處理法、表面覆層處理
法。本文按其強化機理進行多層次分類,只對幾種
表面強化新技術進行介紹,而對文獻上報道較多的
常規表面強化處理技術不予復述[ 3 ] 。
1. 1 模具表面熱噴塗技術
熱噴塗大致分為火熱噴塗、電弧噴塗、等離子噴
塗、激光噴塗、電熱熱源噴塗以及「冷噴」。在生產中
應用的主要是等離子噴塗( 48% )和高速火焰噴塗
(25% ) 。在模具上採用熱噴塗金屬陶瓷塗層強化表
面,可提高其硬度、抗黏性、抗沖擊、耐磨和抗冷熱疲
勞等[ 4 ] 。
採用熱噴塗方法製造塑料模具起源於20世紀
40年代。經過幾十年的研究和開發,這項技術在發
達國家已得到了較多的應用。美國的TAFA公司最
早成功地使用電弧噴塗鋅合金塗層製作了大型的汽
車塑料內飾件模具。沈陽工業大學在國內率先開發
和應用了這項技術,使用該技術為沈陽餅干廠製造
了一個在1200 mm ×800 mm 工作面上有14 套快餐
飯盒的吸塑模具,模具的製造僅花費一周時間。山
東省煙台機械工藝研究所用電弧噴塗鋅基合金快速
製造模具的方法製造汽車方向盤的模具,和投影面
積為1900 mm ×1200 mm的,帶有立體裝飾花紋的,
以塑代木的床頭模具,提前了幾個月交貨。西安交
通大學將快速原形技術與熱噴塗鋅基合金塗層技術
結合,製造了生產汽車發動機罩的拉延模具和節水
滲灌設備中的節水滴管注射模具,已用於生產[ 5 ] 。
另外,各種熱作模具、壓鑄模具以及粉末冶金模
具等,不僅在較高的溫度環境下工作,而且遭受磨
損、擠壓、沖擊及冷熱疲勞作用,可噴塗某些鈷基自
熔合金、Ni或A I以及陶瓷來提高耐熱磨損性能。如
用工具鋼加工製成的高熔點金屬(鋁、鈮、鎢及其合
金)的熱擠壓模,擠壓溫度在1320 ℃以上,只能進行
一次作業,而擠壓材料因表面被模面合金化而變質,
同時由於模具的磨損、擠壓材在長度方向上直徑與
斷面形狀發生很大變化,噴0. 5～1. 0 mm的氧化鋁
塗層後,擠壓溫度可達1650 ℃。噴塗氧化鋯塗層,
擠壓溫度可達2370 ℃,模具工作壽命可延長5～10
倍。
1. 2 離子注入技術
離子注入技術是利用離子源中產生的帶電離子
(氣體和金屬離子)在高壓電場的作用下,以極大的
速度入射到待處理的工件材料表面。在這個過程中
將引起金屬表層的成分和結構的變化以及原子環境
和電子組態等微觀狀態的擾動,使金屬表面發生物
理、化學和力學性能的變化,有效地提高工件表面的
硬度、耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞等多種性能,最終
提高工件的使用壽命。離子注入工藝是在離子注入
機中進行的。它將預先選擇的注入元素,在注入機
的離子源中離化後,再將離子從離子源引出,經高壓
電場加速,使其獲得很高的能量,然後打入真空室中
的金屬(固體靶)中,使金屬表面層實現強化[ 6, 7 ] 。
由於離子注入後既不改變模具基體表面的幾何
尺寸,又能形成與基體完全結合的表面合金,不存在
因明顯的分界面而產生剝落的問題。同時由於大量
離子(如氮、碳、硼、鉬等)的注入可使模具基體表面
產生明顯的硬化效果,大大降低了摩擦因數,顯著地
提高了模具表面的耐磨性、耐腐蝕性、以及抗疲勞等
多種性能。因此近年來離子注入技術在模具領域
中,如沖裁模、拉絲模、擠壓模、拉伸模、塑料模等都
得到了廣泛應用,其平均壽命提高了2～10倍。
目前,離子注入技術在模具應用上還存在一些
不足,如離子注入層較薄,小孔處理困難,設備復雜
昂貴等,其應用受到了一定的限制。
1. 3 激光表面強化技術
激光用於表面處理的方法多,其中包括:激光相
變硬化(LTH) ,激光表面熔化處理(LSM) ,激光表面
塗覆及合金化(LSC /LSA) ,激光表面化學氣相沉積
(LCVD) ,激光物理氣相沉積(LPVD ) , 激光沖擊
(LSH)和激光非晶化等,其中已被研究用於提高模
具壽命的方法有激光相變硬化和激光表面熔覆和合
金化。
1. 3. 1 激光相變硬化
激光相變硬化(激光淬火)是利用激光輻照到金
屬表面,使表面以很高的升溫速度迅速達到相變溫
度,形成奧氏體。當激光束離開後,由金屬本身熱傳
· 導而"自淬火" ,使金屬表面發生馬氏體轉變。與傳
統淬火方法相比,激光淬火是在急熱、急冷過程中進
行的,溫度梯度高,其淬火層的硬度比普通淬火的硬
度還高15% ～20%。淬硬層深度可達0. 1 ～2. 5
mm,因而可大大提高模具的耐磨性,延長模具的使
用壽命。在模具的表面處理中,激光相變硬化得到
了廣泛的應用。對於CrWMn、Cr12MoV、Cr12、T10A
及CrMo鑄鐵等常用的模具材料,在激光處理後,其
組織性能較常規熱處理普遍改善。例如, CrWMn鋼
在常規加熱時易在奧氏體晶界上形成網狀的二次碳
化物,顯著增加工件脆性,降低沖擊韌性,使用在模
具刃口或關鍵部位壽命較低。採用激光淬火後可獲
得細馬氏體和彌散分布的碳化物顆粒,消除網狀,並
獲得最大硬化層深度以及最大硬度1017. 2 HV。
Cr12MoV鋼激光淬火後的硬度、抗塑性變形和抗粘
磨損能力均較常規熱處理有所提高。對T8A鋼製造
的凸模和Cr12Mo 鋼製造的凹模,激光硬化層深度
0. 12 mm,硬度1200 HV,壽命提高4～6倍,即由沖
壓2萬件提高到10～14萬件。對於T10鋼,激光淬
火後可獲得硬度1024 HV、深0. 55 mm的硬化層,對
於Cr12,激光淬火後可獲得硬度1000 HV、0. 4 mm
的硬化層,使用壽命均得到較大的提高[ 8 ] 。
1. 3. 2 激光熔覆
激光熔覆利用高能激光束( 104 ～106 W / cm2 )
在金屬表面輻照,通過塗覆材料的迅速熔化、擴展和
迅速凝固,冷卻速度達到102～106 ℃/ s。在基材表
面熔覆一層具有特殊物理、化學或力學性能的材料,
從而構成一種新的復合材料,以彌補基體所缺少的
高性能。激光熔覆可以根據工件的工況要求,設計
各種熔覆成分的金屬或非金屬,制備耐熱、耐蝕、耐
磨、抗氧化、抗疲勞或具有光、電、磁特性的表面覆
層。
玻璃模具是玻璃製品的主要成型工具,在使用
過程中頻繁交替地與高溫玻璃熔體接觸,特別是合
縫線處要求較高的耐磨性。文獻[ 9 ]對玻璃模具進
行了激光熔覆處理。並將激光熔覆處理的玻璃模具
在QD6型行列式制瓶機上進行裝機試驗。生產現場
對比考核結果為:未經激光熔覆處理的模具,連續使
用16～20 h,因合縫線磨損需將模具卸下修理,然後
才可繼續使用,總使用時間160～200 h,模具報廢;
經激光熔覆處理的模具,繼續使用100～120 h後卸
下清理油垢,此時模具的合縫線完好,不需修理可繼
續使用,模具總使用時間在1900～2200 h。
1. 4 氣相沉積技術
氣相沉積技術是利用氣態物質(氣相)與模具表
面發生物理、化學變化,在模具表面形成具有某些特
殊性能的合金化合物塗層。根據形成塗層的原理不
同,氣相沉積技術分為化學氣相沉積、物理氣相沉
積。化學氣相沉積按主要特性分類又可分為熱化學
氣相沉積、低壓氣相沉積、等離子氣相沉積、激光(誘
導)氣相沉積、金屬有機化合物氣相沉積等;物理氣
相沉積可分為真空蒸鍍、濺射鍍膜、離子鍍等[ 10 ] 。
1. 4. 1 物理氣相沉積( PVD)
PVD是把欲塗覆的材料(主要是氮化物或碳化
物)採用物理的方法(如用電子束等熱源加熱沉積材
料,或激光放電) ,使材料蒸發或離子轟擊模具,形成
鍍層,其中常用的鍍層材料是TiN 和TiC等。它具
有處理溫度低、沉積速度快、無公害等特點,十分適
合模具的表面強化, 可大大提高模具的使用壽
命[ 11 ] 。但是, PVD的繞鍍性很差,難以適應多孔、有
尖角、形狀復雜的模具。
1. 4. 2 化學氣相沉積(CVD)
CVD是利用氣態物質在固態表面上進行化學反
應,生成固態沉積物。化學氣相沉積TiC的原理是
將工件加熱到900～1200 ℃,使四氯化鈦和模具材
料的碳在材料表面進行化學反應,經過一定時間可
生成一層TiC,是超硬耐磨鍍層,是提高模具使用壽
命的有效途徑。如沖壓模、粉末冶金模、陶瓷模、鐵
氧體模、塑料模等進行處理均能得到很好的效果。
日本用CVD 技術來沉積TiC和TiN 於拉伸凹
模,提高壽命8倍。目前模具表面處理中應用較多
的是PACVD,鋁型材擠壓模具和精密葉片熱鍛模
具,經過處理後,有較好的耐磨性和抗疲勞性,使用
壽命提高一倍,由原來2. 5 t的通料量提高到5 t。現
在CVD技術發展是以等離子體、電子束、激光束、離
子束、微波等先進科學技術的成就為基礎,向著高
效、節能、控制高度自動化、精確化的方向發展。
1. 5 稀土元素表面強化技術
在模具表面強化技術中,稀土元素以其優良的
性質對改善模具鋼表層的組織結構、物理、化學及機
械性能有著極大的優勢。據研究表明,在模具表面
強化中,稀土元素有提高滲速(滲速可提高25% ～
30% ,處理時間可縮短1 /3以上) ,強化表面(稀土元
素具有微合金化作用,能改善表層組織結構,強化模
具表面) ,凈化表面(稀土元素與鋼中P、S、As、Sn、
Sb、B i、Pb等低熔點有害雜質發生作用,形成高熔點
· 化合物,同時抑制這些雜質元素在晶界上的偏聚,降
低滲層的脆性)等多種功能。
1. 5. 1 稀土碳共滲
Re2C共滲可使滲碳溫度由920～930 ℃降低至
860～880 ℃,減少模具變形及防止奧氏體晶粒長大;
滲速可提高25%～30% (滲碳時間縮短1～2 h) ;改
善滲層脆性,使沖擊斷口裂紋形成能量和裂紋擴展
能量提高約30%。
1. 5. 2 稀土碳氮共滲
Re2C2N共滲可提高滲速25% ～32% ,提高滲層
顯微硬度及有效硬化層深度;使模具的耐磨性及疲
勞極限分別提高1倍及12%以上;模具耐蝕性提高
15%以上。Re2C2N共滲處理用於5CrMnMo鋼制熱
鍛模,其壽命提高1倍以上。
1. 5. 3 稀土硼共滲
Re2B共滲的耐磨性較單一滲硼提高1. 5～2倍,
與常規淬火態相比提高3～4倍,而韌性則較單一滲
硼提高6～7倍;可使滲硼溫度降低100～150 ℃,處
理時間縮短一半左右。採用Re2B共滲可使Cr12鋼
制拉深模壽命提高5～10倍,沖模壽命提高幾倍至
數十倍。
1. 5. 4 稀土硼鋁共滲
Re2B2A I共滲所得共滲層,具有滲層較薄、硬度
很高的特點,鋁鐵硼化合物具有較高的熱硬性和抗
高溫氧化能力。H13 鋼經稀土硼鋁共滲後,鋁擠壓
模使用壽命提高2～3倍,鋁材表面質量提高1 ～2
級,顯示出優良的使用效果。在使用電鍍刷制備的
Ni2Cu2P2MoS2 的氧化,明顯改善鍍層的減摩性能,提
高抗蝕能力,並使模具型腔面的耐磨壽命延長近5
倍[ 2 ] 。
1. 6 納米表面工程技術[ 12～14 ]
納米表面工程是以納米材料和其它低維非平衡
材料為基礎,通過特定的加工技術、加工手段,對固
體表面進行強化、改性、超精細加工或賦予表面新功
能的系統工程。納米表面工程是在納米科技產生和
發展的背景下,對固體表面性能、功能和加工精度要
求越來越高的條件下產生的。納米表面工程技術是
極具應用前景和市場潛力的。
1. 6. 1 製作納米復合鍍層
在傳統的電鍍液中加入零維或一維納米質點粉
體材料可形成納米復合鍍層。用於模具的Cr2DNP
納米復合鍍層,可使模具壽命延長、精度持久不變,
長時間使用鍍層光滑無裂紋。納米材料還可用於耐
高溫的耐磨復合鍍層。如將n2ZrO2 納米粉體材料加
入Ni2W2B非晶態復合鍍層,可提高鍍層550～850 ℃
的高溫抗氧化性能,使鍍層的耐蝕性提高2～3倍,耐
磨性和硬度也都明顯提高。採用Co2DNP納米復合
鍍層,在500 ℃以上,與Ni基、Cr基Co基復合鍍層
相比,工件表面的高溫耐磨性能大為提高。在傳統
的電刷鍍溶液中,加入納米粉體材料,也可制備出性
能優異的納米復合鍍層。
1. 6. 2 製作納米結構塗層
熱噴塗技術是製作納米結構塗層的一種極有競
爭力的方法。與其它技術相比,它有許多優越性:工
藝簡單、塗層和基體選擇范圍廣,塗層厚度變化范圍
大、沉積速率快,以及容易形成復合塗層等等。與傳
統熱噴塗塗層相比,納米結構塗層在強度、韌性、抗
蝕、耐磨、熱障、抗熱疲勞等方面都有顯著改善,且一
種塗層可同時具有上述多種性能。
2 結束語
總之,傳統的表面技術隨著科學技術的進步而
不斷創新。在電弧噴塗方面,發展了高速電弧噴塗,
使噴塗質量大大提高;在等離子噴塗方面,已經研究
出射頻感應耦合式等離子噴塗、反應等離子噴塗、用
三陰槍等離子噴塗及微等離子噴塗;在高能束方面
發展了激光或電子束表面熔覆、表面淬火、表面合金
化等技術;在離子注入方面,繼強電流氮離子注入技
術後,又研究出強流金屬離子注入技術和金屬等離
子體浸沒注入技術。在解決產品表面工程問題時,
新興的表面技術與傳統的表面技術相互補充,為表
面工程工作者提供了寬廣的選擇餘地。進入新世紀
後,我國的再製造工程發展迅速,以國務院文件、國
家法規等形式對再製造的地位予以肯定。再製造是
廢舊產品高技術修復、改造的產業,是維修工程和表
面工程的高級階段。表面工程的基本特徵是綜合、
交叉、復合、優化,研究對象是材料的「表面」。納米
表面工程是納米材料與傳統表面工程技術的集成創
新。為了適應再製造批量化生產特點的要求,開發
了以自動化納米電刷鍍表面技術、智能化自修復表
面技術為代表的5類自動化和智能化表面工程新技
術,適應了表面工程的發展方向和再製造工程的實
踐需要[ 15 ] 。(下轉第59頁)
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第4期金榮植: 連續式滲碳爐淬火油冷卻系統的改進
整體性好,故障率低,避免了水冷系統繁瑣的維修與
日常保養工作,大大降低了運行費用。
(5)安裝方面。原來用的水冷系統龐大,有土建
工程,系統造價高。由高效空氣冷卻器組成的冷卻
系統,空氣冷卻器結構緊湊,體積小,是一台獨立的
設備,可以置於室內或室外,易於安裝,因此整體冷
卻系統耗資低、方便。當生產規模擴大,設備負荷率
提高時,只需更換大一些功率的循環泵,改造相應的
管路,再串聯一個或並聯一個相應規格新的空氣冷
卻器,就可以滿足淬火冷卻的要求。
6 小節
採用由高效空氣冷卻器組成的連續式滲碳爐淬
火油冷卻系統,經過一年多的生產應用證明,綜合效
果好,完全可以滿足現代化的熱處理滲碳淬火要求。
完全可以取代原來造價高、安全性低、淬火質量不穩
定的傳統式水冷系統。
(1)採用高效空氣冷卻器徹底解決了原淬火油
水冷系統中板式換熱器易漏水問題。而空氣冷卻器
使用安全可靠。
(2)採用高效空氣冷卻器解決了原淬火油水冷
系統中板式換熱器易結水垢,導致淬火油溫度波動
大、產品淬火質量穩定性較差的問題。
(3)採用空氣冷卻器,節能、節水、環保。非常適
合當前國家「節能減排」的要求。2009 年中國熱協
已將高效節能空氣冷卻器定為2009～2011年熱處
理清潔生產先進技術推廣項目。因此,應加大力度
推廣使用。
參

❼ 表面淬火有哪些特點

軸頸位表層淬火，感應淬火本質上達到兩目的：通過軸頸表面淬火改善抗磨損性，特別是在主軸頸及連桿頸圓角處通過淬火產生所希望的壓應力，可改善疲勞強度。曲軸需要淬火的部位有：主軸頸位、連桿軸頸位、油封軸頸位、法蘭頸位、圓角和曲軸後端等。電感應加熱一般順序是：電感應加熱→噴淋→回火。加熱是以高於奧氏體化溫度加熱軸頸，通過電感應在工件表面產生熱量，形成500～2000W/cm2的高能量密度，在數秒內升至約950℃，淬硬層深度通常由頻率確定。快速可控噴淋步驟，冷卻越快，馬氏體形成越多，一般用特殊淬火液冷卻，結果是硬度達到了，但曲軸軸頸面變脆了。接下來的步驟就是降低脆性及機械壓力的回火，回火溫度200～300℃，這樣能達到硬度下降，內應力減少，彎曲疲勞強度增強。回火的方式有感應回火、余溫回火及爐子回火。爐子回火可以優化結果，硬度降低2～10HRC，缺點是成本高；余溫回火的能量成本低，但是硬度降低不規則，一般為2～4HRC；感應回火不產生額外成本，硬度降低2～10HRC（可調），缺點是節拍延長。

❽ 激光相變硬化，激光熔覆，激光沖擊硬化所需的激光功率密度大小是怎麼排序的

激光穿透能力極強，當表面的金屬加熱到低於熔點的臨界轉變溫度，金屬激光切割機表面快速奧氏體化，然後迅速自冷卻金屬表面強化，強化，即激光相變硬化。激光熱處理是利用高功率密度的激光束在金屬表面處理方法，該材料實現相變硬化，金屬激光切割機表面合金化，表面改性，所產生的其他表面硬化不到表面成分，組織，性能變化。

❾ 金屬的表面處理有哪些

表面處理可分為四方面：

1.機械表面處理：噴砂、拋丸、磨光、滾光、拋光、刷光、噴塗、刷漆、抹油等。

2.化學表面處理：發藍發黑、磷化、酸洗、化學鍍各種金屬與合金、TD處理、QPQ處理、化學氧化等。

3.電化學表面處理：陽極氧化、電化學拋光、電鍍等。

4.現代表面處理：化學氣相沉積CVD、物理氣相沉積PVD、離子注入、離子鍍、激光表面處理等。

表面處理在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學性能不同的表層的工藝方法。表面處理的目的是滿足產品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。

(9)激光相變強化擴展閱讀

對於金屬鑄件，我們比較常用的表面處理方法是，機械打磨，化學處理，表面熱處理，噴塗表面，表面處理就是對工件表面進行清潔、清掃、去毛刺、去油污、去氧化皮等。

表面處理屬於最古老的技術，自從地球上有人類，表面處理就是人類最早掌握的一種技術。原始人類的生活極其艱苦，過著群居的生活，為了生存，他們製造石器工具，應用研磨技術使石器具有鋒利刃口，產生「尖劈」效果。到了新石器時代，原始人使用的石器通體經過研磨，表面細膩光滑，注重裝飾效果，已成為時代主流。

❿ 【求助】簡述塑性材料的幾種強化機制，舉例說明

固溶強化：通過熱處理，使奧氏體區的碳含量在不同的淬火、回火溫度下，得到不同的機械性能指標的工藝技術，即是其中一例。
（沉澱、析出、時效）彌散強化：鋁合金塑性加工完後，為取得合適的機加工性能，進行時效處理。
相變強化：金屬的正火處理，使金屬在相變點上下進行溫度變化，使金屬內部的組織反復溶解、再結晶得到細化的晶粒組織，提高材料的強度。
細晶/晶界強化：同上例，運用不同熱處理手段，使晶粒在再結晶的過程中提高晶粒的細化度和使晶界上富集的雜質進行再結晶重組，保持晶界強度減少有害元素的影響。
加工硬化：履帶採用奧氏體鋼的材料，經過反復沖擊，達到高強度耐疲勞的特性。再如剃須刀的刃口的鋒利度來源於冷作硬化。
第二相復合強化：滲碳處理
激光表面改性處理等，在金屬表面注入第二相金屬的化學成分，進行強化。