激光相变强化

❶ 淬火工艺有哪些特点

其实总体来说感应加热表面淬火就是在一个感应线圈中通以一定频率的交流电(有高频，中频，工频三种)，使应用圈周围产生频率相同的交变磁场，置于磁场之中的工件就会产生与感应线圈频率相同，方向相反的感应电流，这个电流叫涡流。由于集肤效应，涡流主要集中在工件的表层。由涡流所产生的电阻热使工件表层被迅速加热到淬火温度，随即向工件喷水，将工件表层淬硬。其加热速度极快，通常只有几秒钟。实际应用中的电流频率从50Hz到500KHz都有。其中，50Hz到10KHz为中频，以可控硅(晶闸管)为主，用于淬硬层深度较深的，如轧辊等;10KHz到50KHz左右，为超音频，以IGBT为主，应用范围最为广泛;50KHz以上者，称为高频，应用于精细零件加工上，以电子管为主，有用MOS管的。钢材或钢件在空气水蒸气或化学药物中加热到适当温度使其表面形成一层蓝色或黑色氧化膜的工艺。也称发黑。常用于精密仪器、光学仪器、工具、硬度块及机械行业中的标准件等。利用高能量密度的激光对工件表面进行加热的方法。效率高，质量好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。激光表面强化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。

❷ 司筒针表面黑色很硬100度的是什么工艺

司筒针表面黑色很硬100度的是表面淬火热处理工艺提高硬度的方法。

总共可以分为4大类：表面改性技术、表面合金化技术、表面转化膜技术和表面覆膜技术。

一、表面改性技术

1、表面淬火

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淬火以强化零件表面的热处理方法。

作用：

提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐蚀性等；用于表面消光、去氧化皮；消除铸、锻、焊件的残余应力等。

4、滚压

滚压是在常温下用硬质滚柱或滚轮施压于旋转的工件表面，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者特定花纹的表面处理工艺。

❸ 什么是激光相变硬化

激光穿透能力极强，当表面的金属加热到低于熔点的临界转变温度，金属激光切割机表面快速奥氏体化，然后迅速自冷却金属表面强化，强化，即激光相变硬化。激光热处理是利用高功率密度的激光束在金属表面处理方法，该材料实现相变硬化，金属激光切割机表面合金化，表面改性，所产生的其他表面硬化不到表面成分，组织，性能变化。

❹ 瓦楞辊的延长瓦楞辊的使用寿命:激光强化的技术原理

激光表面强化技术基于激光束的高能量密度加热和工件自冷却两个过程。激光表面淬火是一项金属材料及零件表面快速强化的技术，可以提高表面硬度、强度、耐磨性，同时又使心部仍保持较好的综合力学性能。瓦楞辊表面强化属于激光表面相变强化。
激光强化的技术特点
·激光表面强化对材料的淬透性依赖性小。激光强化引发低等级材料代替搞等级材料的可能。
·弥散强化。在快速加热和快速冷却的工艺环境下形成的奥式体晶粒没有孕育长大机会，弥散的奥氏体晶粒形成弥散的马氏体相或贝式体相，使马氏体或贝式体具有晶格强化的同时具有弥散强化效果。
·无氧化脱碳淬火，在传统热处理中，钢在加热过程如没有保护措施，便会发生氧化、脱碳现象，使钢的硬度，耐磨性、使用性能和使用寿命降低。激光相变强化由于使用的吸光涂料可在光斑周围形成气体保护气氛，使处理面免遭氧化，具有保护工件表面的性能。
·抗疲劳问题，经激光处理的工件的表层呈压应力状态，这一性能使齿轮更加抗疲劳，使龟裂、犁沟、粘着等疲劳现象延迟出现，延长使用寿命。
·等强工作层，常规热处理，包括中频淬火，由表及里其硬度值有一个明显的下降梯度，经激光强化的工件，整个强化层的硬度几乎一样。激光强化件等强工作层避免了常规热处理件在一旦表面出现磨损，其磨损速度便加速的现象。
·无变形淬火，由于基体的牵制，激光强化表面层的应力不足以使工件变形。
·无污染。
瓦楞辊寿命的提高保证了生产线的运行时间尽可能长，减少停机换辊时间，对于厂家的生产效率有了极大的提高；并使得停机换纸次数比以往减少，减少了芯纸的浪费；瓦楞辊耐磨性的提高使芯纸的选择范围更加广泛，使瓦楞纸板生产厂家有效的降低成本。而激光瓦楞辊的出现则为瓦楞纸生产厂家提供了一种性价比最优的瓦楞辊，为瓦楞辊厂商节省大量直接成本。
如今在瓦楞辊的应用上，由于中频瓦楞辊以应用于中低速生产线为多；碳化钨瓦楞辊的应用则集中在高速生产线，但由于成本较高很难进入中、低速瓦楞辊市场。激光瓦楞辊应用领域相对较广，在中、低速生产线方面，对比中频瓦楞辊，具有更高更稳定的品质、更长的使用寿命；在高速生产线方面，激光瓦楞辊只需将极小的变形量精磨掉后，即可满足高速生产线的要求。综合来看，激光瓦楞辊和碳化钨瓦楞辊都是高技术含量产品，在三种主流制辊工艺中，激光瓦楞辊具有最佳的性能价格比。

❺ 激光加工技术都有什么应用领域

激光加工技术的应用：
已成熟的激光加工技术包括：激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光切割技术、激光打标技术、激光去重平衡技术、激光蚀刻技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光清洗技术、激光热处理和表面处理技术。
激光焊接技术具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。激光焊接能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。
激光切割技术可广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。
激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。准分子激光打标发展起来的一项新技术，特别适用于金属打标，可实现亚微米打标，已广泛用于微电子工业和生物工程。
激光去重平衡技术是用激光去掉高速旋转部件上不平衡的过重部分，使惯性轴与旋转轴重合，以达到动平衡的过程。激光去重平衡技术具有测量和去重两大功能，可同时进行不平衡的测量和校正，效率大大提高，在陀螺制造领域有广阔的应用前景。对于高精度转子，激光动平衡可成倍提高平衡精度，其质量偏心值的平衡精度可达1%或千分之几微米。
激光蚀刻技术比传统的化学蚀刻技术工艺简单、可大幅度降低生产成本，可加工0.125～1微米宽的线，非常适合于超大规模集成电路的制造。
激光微调技术可对指定电阻进行自动精密微调，精度可达0.01%～0.002%，比传统加工方法的精度和效率高、成本低。激光微调包括薄膜电阻(0.01～0.6微米厚)与厚膜电阻(20～50微米厚)的微调、电容的微调和混合集成电路的微调。
激光存储技术是利用激光来记录视频、音频、文字资料及计算机信息的一种技术，是信息化时代的支撑技术之一。
激光划线技术是生产集成电路的关键技术，其划线细、精度高(线宽为15～25微米，槽深为5～200微米)，加工速度快(可达200毫米/秒)，成品率可达99.5%以上。
激光清洗技术的采用可大大减少加工器件的微粒污染，提高精密器件的成品率。
激光热、表处理技术包括：激光相变硬化技术、激光包覆技术、激光表面合金化技术、激光退火技术、激光冲击硬化技术、激光强化电镀技术、激光上釉技术，这些技术对改变材料的机械性能、耐热性和耐腐蚀性等有重要作用。
激光相变硬化(即激光淬火)是激光热处理中研究最早、最多、进展最快、应用最广的一种新工艺,适用于大多数材料和不同形状零件的不同部位,可提高零件的耐磨性和疲劳强度,国外一些工业部门将该技术作为保证产品质量的手段。
激光包覆技术是在工业中获得广泛应用的激光表面改性技术之一,具有很好的经济性,可大大提高产品的抗腐蚀性。
激光表面合金化技术是材料表面局部改性处理的新方法,是未来应用潜力最大的表面改性技术之一,适用于航空、航天、兵器、核工业、汽车制造业中需要改善耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的零件。
激光退火技术是半导体加工的一种新工艺,效果比常规热退火好得多。激光退火后,杂质的替位率可达到98%～99%,可使多晶硅的电阻率降到普通加热退火的1/2～1/3,还可大大提高集成电路的集成度,使电路元件间的间隔缩小到0.5微米。
激光冲击硬化技术能改善金属材料的机械性能,可阻止裂纹的产生和扩展,提高钢、铝、钛等合金的强度和硬度,改善其抗疲劳性能。
激光强化电镀技术可提高金属的沉积速度,速度比无激光照射快1000倍,对微型开关、精密仪器零件、微电子器件和大规模集成电路的生产和修补具有重大义意。使用改技术可使电度层的牢固度提高昂100～1000倍。
激光上釉技术对于材料改性很有发展前途,其成本低,容易控制和复制,有利于发展新材料。激光上釉结合火焰喷涂、等离子喷涂、离子沉积等技术,在控制组织、提高表面耐磨、耐腐蚀性能方面有着广阔的应用前景。电子材料、电磁材料和其它电气材料经激光上釉后用于测量仪表极为理想。

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模具表面强化新技术的应用和发展
0 引言
模具在使用过程中往往承受着各种形式的复杂
应力,模具的表面更是处在较大、较复杂的应力状态
下,其工作条件尤为恶劣。模具的失效和破坏,是发
生在表面或由表面开始,因此,模具表面性能的优劣
将直接影响模具的使用及寿命。实践证明,提高模
具性能的有效途径除选择正确的加工方法、模具材
料外,关键在于正确选择热处理方法和表面处理工
艺。模具表面处理是提高模具质量的重要基础工艺
之一[ 1 ] 。
随着我国汽车、家电工业的迅猛发展,对模具工
业提出了更高的要求,如何提高模具的加工质量和
使用寿命,一直是人们不断探索的课题。而表面强
化技术以其广泛的功能性,良好的环保性以及巨大
的增效性,正逐步成为提高模具质量和使用寿命的
重要途径。目前,随着表面技术的不断完善,在原有
常规的表面强化的基础上,一大批实用、有效的表面
强化新技术相继得以开发和利用,并逐步推广应用
于模具制造中。而且随着稀土应用的不断扩大以及
复合强化技术的不断发展,各种新型表面工程技术
也将进一步推动模具制造领域中的表面强化技术的
发展[ 2 ] 。
1 模具表面强化技术的分类
模具的表面强化处理是指用机械、物理或化学
方法对模具工作表面进行改性或覆层等处理,使模
具在保证高的强韧性基础上,不仅具有更高的强度、
硬度、耐磨性,同时获得优异的抗疲劳、抗咬合、抗粘
着、抗擦伤、耐腐蚀、抗高温氧化等性能的处理方法,
如表面淬火、化学热处理等。
模具的表面强化处理在不同文献上往往有不同
的分类方法,如有按目的和作用分为表层化学成分
及组织结构改变型和表面物质保护型两大类的;有
按处理温度分为低、中、高三大类的;有按原理分为
物理表面处理法、化学表面处理法、表面覆层处理
法。本文按其强化机理进行多层次分类,只对几种
表面强化新技术进行介绍,而对文献上报道较多的
常规表面强化处理技术不予复述[ 3 ] 。
1. 1 模具表面热喷涂技术
热喷涂大致分为火热喷涂、电弧喷涂、等离子喷
涂、激光喷涂、电热热源喷涂以及“冷喷”。在生产中
应用的主要是等离子喷涂( 48% )和高速火焰喷涂
(25% ) 。在模具上采用热喷涂金属陶瓷涂层强化表
面,可提高其硬度、抗黏性、抗冲击、耐磨和抗冷热疲
劳等[ 4 ] 。
采用热喷涂方法制造塑料模具起源于20世纪
40年代。经过几十年的研究和开发,这项技术在发
达国家已得到了较多的应用。美国的TAFA公司最
早成功地使用电弧喷涂锌合金涂层制作了大型的汽
车塑料内饰件模具。沈阳工业大学在国内率先开发
和应用了这项技术,使用该技术为沈阳饼干厂制造
了一个在1200 mm ×800 mm 工作面上有14 套快餐
饭盒的吸塑模具,模具的制造仅花费一周时间。山
东省烟台机械工艺研究所用电弧喷涂锌基合金快速
制造模具的方法制造汽车方向盘的模具,和投影面
积为1900 mm ×1200 mm的,带有立体装饰花纹的,
以塑代木的床头模具,提前了几个月交货。西安交
通大学将快速原形技术与热喷涂锌基合金涂层技术
结合,制造了生产汽车发动机罩的拉延模具和节水
渗灌设备中的节水滴管注射模具,已用于生产[ 5 ] 。
另外,各种热作模具、压铸模具以及粉末冶金模
具等,不仅在较高的温度环境下工作,而且遭受磨
损、挤压、冲击及冷热疲劳作用,可喷涂某些钴基自
熔合金、Ni或A I以及陶瓷来提高耐热磨损性能。如
用工具钢加工制成的高熔点金属(铝、铌、钨及其合
金)的热挤压模,挤压温度在1320 ℃以上,只能进行
一次作业,而挤压材料因表面被模面合金化而变质,
同时由于模具的磨损、挤压材在长度方向上直径与
断面形状发生很大变化,喷0. 5～1. 0 mm的氧化铝
涂层后,挤压温度可达1650 ℃。喷涂氧化锆涂层,
挤压温度可达2370 ℃,模具工作寿命可延长5～10
倍。
1. 2 离子注入技术
离子注入技术是利用离子源中产生的带电离子
(气体和金属离子)在高压电场的作用下,以极大的
速度入射到待处理的工件材料表面。在这个过程中
将引起金属表层的成分和结构的变化以及原子环境
和电子组态等微观状态的扰动,使金属表面发生物
理、化学和力学性能的变化,有效地提高工件表面的
硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳等多种性能,最终
提高工件的使用寿命。离子注入工艺是在离子注入
机中进行的。它将预先选择的注入元素,在注入机
的离子源中离化后,再将离子从离子源引出,经高压
电场加速,使其获得很高的能量,然后打入真空室中
的金属(固体靶)中,使金属表面层实现强化[ 6, 7 ] 。
由于离子注入后既不改变模具基体表面的几何
尺寸,又能形成与基体完全结合的表面合金,不存在
因明显的分界面而产生剥落的问题。同时由于大量
离子(如氮、碳、硼、钼等)的注入可使模具基体表面
产生明显的硬化效果,大大降低了摩擦因数,显著地
提高了模具表面的耐磨性、耐腐蚀性、以及抗疲劳等
多种性能。因此近年来离子注入技术在模具领域
中,如冲裁模、拉丝模、挤压模、拉伸模、塑料模等都
得到了广泛应用,其平均寿命提高了2～10倍。
目前,离子注入技术在模具应用上还存在一些
不足,如离子注入层较薄,小孔处理困难,设备复杂
昂贵等,其应用受到了一定的限制。
1. 3 激光表面强化技术
激光用于表面处理的方法多,其中包括:激光相
变硬化(LTH) ,激光表面熔化处理(LSM) ,激光表面
涂覆及合金化(LSC /LSA) ,激光表面化学气相沉积
(LCVD) ,激光物理气相沉积(LPVD ) , 激光冲击
(LSH)和激光非晶化等,其中已被研究用于提高模
具寿命的方法有激光相变硬化和激光表面熔覆和合
金化。
1. 3. 1 激光相变硬化
激光相变硬化(激光淬火)是利用激光辐照到金
属表面,使表面以很高的升温速度迅速达到相变温
度,形成奥氏体。当激光束离开后,由金属本身热传
· 导而"自淬火" ,使金属表面发生马氏体转变。与传
统淬火方法相比,激光淬火是在急热、急冷过程中进
行的,温度梯度高,其淬火层的硬度比普通淬火的硬
度还高15% ～20%。淬硬层深度可达0. 1 ～2. 5
mm,因而可大大提高模具的耐磨性,延长模具的使
用寿命。在模具的表面处理中,激光相变硬化得到
了广泛的应用。对于CrWMn、Cr12MoV、Cr12、T10A
及CrMo铸铁等常用的模具材料,在激光处理后,其
组织性能较常规热处理普遍改善。例如, CrWMn钢
在常规加热时易在奥氏体晶界上形成网状的二次碳
化物,显著增加工件脆性,降低冲击韧性,使用在模
具刃口或关键部位寿命较低。采用激光淬火后可获
得细马氏体和弥散分布的碳化物颗粒,消除网状,并
获得最大硬化层深度以及最大硬度1017. 2 HV。
Cr12MoV钢激光淬火后的硬度、抗塑性变形和抗粘
磨损能力均较常规热处理有所提高。对T8A钢制造
的凸模和Cr12Mo 钢制造的凹模,激光硬化层深度
0. 12 mm,硬度1200 HV,寿命提高4～6倍,即由冲
压2万件提高到10～14万件。对于T10钢,激光淬
火后可获得硬度1024 HV、深0. 55 mm的硬化层,对
于Cr12,激光淬火后可获得硬度1000 HV、0. 4 mm
的硬化层,使用寿命均得到较大的提高[ 8 ] 。
1. 3. 2 激光熔覆
激光熔覆利用高能激光束( 104 ～106 W / cm2 )
在金属表面辐照,通过涂覆材料的迅速熔化、扩展和
迅速凝固,冷却速度达到102～106 ℃/ s。在基材表
面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料,
从而构成一种新的复合材料,以弥补基体所缺少的
高性能。激光熔覆可以根据工件的工况要求,设计
各种熔覆成分的金属或非金属,制备耐热、耐蚀、耐
磨、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面覆
层。
玻璃模具是玻璃制品的主要成型工具,在使用
过程中频繁交替地与高温玻璃熔体接触,特别是合
缝线处要求较高的耐磨性。文献[ 9 ]对玻璃模具进
行了激光熔覆处理。并将激光熔覆处理的玻璃模具
在QD6型行列式制瓶机上进行装机试验。生产现场
对比考核结果为:未经激光熔覆处理的模具,连续使
用16～20 h,因合缝线磨损需将模具卸下修理,然后
才可继续使用,总使用时间160～200 h,模具报废;
经激光熔覆处理的模具,继续使用100～120 h后卸
下清理油垢,此时模具的合缝线完好,不需修理可继
续使用,模具总使用时间在1900～2200 h。
1. 4 气相沉积技术
气相沉积技术是利用气态物质(气相)与模具表
面发生物理、化学变化,在模具表面形成具有某些特
殊性能的合金化合物涂层。根据形成涂层的原理不
同,气相沉积技术分为化学气相沉积、物理气相沉
积。化学气相沉积按主要特性分类又可分为热化学
气相沉积、低压气相沉积、等离子气相沉积、激光(诱
导)气相沉积、金属有机化合物气相沉积等;物理气
相沉积可分为真空蒸镀、溅射镀膜、离子镀等[ 10 ] 。
1. 4. 1 物理气相沉积( PVD)
PVD是把欲涂覆的材料(主要是氮化物或碳化
物)采用物理的方法(如用电子束等热源加热沉积材
料,或激光放电) ,使材料蒸发或离子轰击模具,形成
镀层,其中常用的镀层材料是TiN 和TiC等。它具
有处理温度低、沉积速度快、无公害等特点,十分适
合模具的表面强化, 可大大提高模具的使用寿
命[ 11 ] 。但是, PVD的绕镀性很差,难以适应多孔、有
尖角、形状复杂的模具。
1. 4. 2 化学气相沉积(CVD)
CVD是利用气态物质在固态表面上进行化学反
应,生成固态沉积物。化学气相沉积TiC的原理是
将工件加热到900～1200 ℃,使四氯化钛和模具材
料的碳在材料表面进行化学反应,经过一定时间可
生成一层TiC,是超硬耐磨镀层,是提高模具使用寿
命的有效途径。如冲压模、粉末冶金模、陶瓷模、铁
氧体模、塑料模等进行处理均能得到很好的效果。
日本用CVD 技术来沉积TiC和TiN 于拉伸凹
模,提高寿命8倍。目前模具表面处理中应用较多
的是PACVD,铝型材挤压模具和精密叶片热锻模
具,经过处理后,有较好的耐磨性和抗疲劳性,使用
寿命提高一倍,由原来2. 5 t的通料量提高到5 t。现
在CVD技术发展是以等离子体、电子束、激光束、离
子束、微波等先进科学技术的成就为基础,向着高
效、节能、控制高度自动化、精确化的方向发展。
1. 5 稀土元素表面强化技术
在模具表面强化技术中,稀土元素以其优良的
性质对改善模具钢表层的组织结构、物理、化学及机
械性能有着极大的优势。据研究表明,在模具表面
强化中,稀土元素有提高渗速(渗速可提高25% ～
30% ,处理时间可缩短1 /3以上) ,强化表面(稀土元
素具有微合金化作用,能改善表层组织结构,强化模
具表面) ,净化表面(稀土元素与钢中P、S、As、Sn、
Sb、B i、Pb等低熔点有害杂质发生作用,形成高熔点
· 化合物,同时抑制这些杂质元素在晶界上的偏聚,降
低渗层的脆性)等多种功能。
1. 5. 1 稀土碳共渗
Re2C共渗可使渗碳温度由920～930 ℃降低至
860～880 ℃,减少模具变形及防止奥氏体晶粒长大;
渗速可提高25%～30% (渗碳时间缩短1～2 h) ;改
善渗层脆性,使冲击断口裂纹形成能量和裂纹扩展
能量提高约30%。
1. 5. 2 稀土碳氮共渗
Re2C2N共渗可提高渗速25% ～32% ,提高渗层
显微硬度及有效硬化层深度;使模具的耐磨性及疲
劳极限分别提高1倍及12%以上;模具耐蚀性提高
15%以上。Re2C2N共渗处理用于5CrMnMo钢制热
锻模,其寿命提高1倍以上。
1. 5. 3 稀土硼共渗
Re2B共渗的耐磨性较单一渗硼提高1. 5～2倍,
与常规淬火态相比提高3～4倍,而韧性则较单一渗
硼提高6～7倍;可使渗硼温度降低100～150 ℃,处
理时间缩短一半左右。采用Re2B共渗可使Cr12钢
制拉深模寿命提高5～10倍,冲模寿命提高几倍至
数十倍。
1. 5. 4 稀土硼铝共渗
Re2B2A I共渗所得共渗层,具有渗层较薄、硬度
很高的特点,铝铁硼化合物具有较高的热硬性和抗
高温氧化能力。H13 钢经稀土硼铝共渗后,铝挤压
模使用寿命提高2～3倍,铝材表面质量提高1 ～2
级,显示出优良的使用效果。在使用电镀刷制备的
Ni2Cu2P2MoS2 的氧化,明显改善镀层的减摩性能,提
高抗蚀能力,并使模具型腔面的耐磨寿命延长近5
倍[ 2 ] 。
1. 6 纳米表面工程技术[ 12～14 ]
纳米表面工程是以纳米材料和其它低维非平衡
材料为基础,通过特定的加工技术、加工手段,对固
体表面进行强化、改性、超精细加工或赋予表面新功
能的系统工程。纳米表面工程是在纳米科技产生和
发展的背景下,对固体表面性能、功能和加工精度要
求越来越高的条件下产生的。纳米表面工程技术是
极具应用前景和市场潜力的。
1. 6. 1 制作纳米复合镀层
在传统的电镀液中加入零维或一维纳米质点粉
体材料可形成纳米复合镀层。用于模具的Cr2DNP
纳米复合镀层,可使模具寿命延长、精度持久不变,
长时间使用镀层光滑无裂纹。纳米材料还可用于耐
高温的耐磨复合镀层。如将n2ZrO2 纳米粉体材料加
入Ni2W2B非晶态复合镀层,可提高镀层550～850 ℃
的高温抗氧化性能,使镀层的耐蚀性提高2～3倍,耐
磨性和硬度也都明显提高。采用Co2DNP纳米复合
镀层,在500 ℃以上,与Ni基、Cr基Co基复合镀层
相比,工件表面的高温耐磨性能大为提高。在传统
的电刷镀溶液中,加入纳米粉体材料,也可制备出性
能优异的纳米复合镀层。
1. 6. 2 制作纳米结构涂层
热喷涂技术是制作纳米结构涂层的一种极有竞
争力的方法。与其它技术相比,它有许多优越性:工
艺简单、涂层和基体选择范围广,涂层厚度变化范围
大、沉积速率快,以及容易形成复合涂层等等。与传
统热喷涂涂层相比,纳米结构涂层在强度、韧性、抗
蚀、耐磨、热障、抗热疲劳等方面都有显著改善,且一
种涂层可同时具有上述多种性能。
2 结束语
总之,传统的表面技术随着科学技术的进步而
不断创新。在电弧喷涂方面,发展了高速电弧喷涂,
使喷涂质量大大提高;在等离子喷涂方面,已经研究
出射频感应耦合式等离子喷涂、反应等离子喷涂、用
三阴枪等离子喷涂及微等离子喷涂;在高能束方面
发展了激光或电子束表面熔覆、表面淬火、表面合金
化等技术;在离子注入方面,继强电流氮离子注入技
术后,又研究出强流金属离子注入技术和金属等离
子体浸没注入技术。在解决产品表面工程问题时,
新兴的表面技术与传统的表面技术相互补充,为表
面工程工作者提供了宽广的选择余地。进入新世纪
后,我国的再制造工程发展迅速,以国务院文件、国
家法规等形式对再制造的地位予以肯定。再制造是
废旧产品高技术修复、改造的产业,是维修工程和表
面工程的高级阶段。表面工程的基本特征是综合、
交叉、复合、优化,研究对象是材料的“表面”。纳米
表面工程是纳米材料与传统表面工程技术的集成创
新。为了适应再制造批量化生产特点的要求,开发
了以自动化纳米电刷镀表面技术、智能化自修复表
面技术为代表的5类自动化和智能化表面工程新技
术,适应了表面工程的发展方向和再制造工程的实
践需要[ 15 ] 。(下转第59页)
· 2 1 ·
&; 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第4期金荣植: 连续式渗碳炉淬火油冷却系统的改进
整体性好,故障率低,避免了水冷系统繁琐的维修与
日常保养工作,大大降低了运行费用。
(5)安装方面。原来用的水冷系统庞大,有土建
工程,系统造价高。由高效空气冷却器组成的冷却
系统,空气冷却器结构紧凑,体积小,是一台独立的
设备,可以置于室内或室外,易于安装,因此整体冷
却系统耗资低、方便。当生产规模扩大,设备负荷率
提高时,只需更换大一些功率的循环泵,改造相应的
管路,再串联一个或并联一个相应规格新的空气冷
却器,就可以满足淬火冷却的要求。
6 小节
采用由高效空气冷却器组成的连续式渗碳炉淬
火油冷却系统,经过一年多的生产应用证明,综合效
果好,完全可以满足现代化的热处理渗碳淬火要求。
完全可以取代原来造价高、安全性低、淬火质量不稳
定的传统式水冷系统。
(1)采用高效空气冷却器彻底解决了原淬火油
水冷系统中板式换热器易漏水问题。而空气冷却器
使用安全可靠。
(2)采用高效空气冷却器解决了原淬火油水冷
系统中板式换热器易结水垢,导致淬火油温度波动
大、产品淬火质量稳定性较差的问题。
(3)采用空气冷却器,节能、节水、环保。非常适
合当前国家“节能减排”的要求。2009 年中国热协
已将高效节能空气冷却器定为2009～2011年热处
理清洁生产先进技术推广项目。因此,应加大力度
推广使用。
参

❼ 表面淬火有哪些特点

轴颈位表层淬火，感应淬火本质上达到两目的：通过轴颈表面淬火改善抗磨损性，特别是在主轴颈及连杆颈圆角处通过淬火产生所希望的压应力，可改善疲劳强度。曲轴需要淬火的部位有：主轴颈位、连杆轴颈位、油封轴颈位、法兰颈位、圆角和曲轴后端等。电感应加热一般顺序是：电感应加热→喷淋→回火。加热是以高于奥氏体化温度加热轴颈，通过电感应在工件表面产生热量，形成500～2000W/cm2的高能量密度，在数秒内升至约950℃，淬硬层深度通常由频率确定。快速可控喷淋步骤，冷却越快，马氏体形成越多，一般用特殊淬火液冷却，结果是硬度达到了，但曲轴轴颈面变脆了。接下来的步骤就是降低脆性及机械压力的回火，回火温度200～300℃，这样能达到硬度下降，内应力减少，弯曲疲劳强度增强。回火的方式有感应回火、余温回火及炉子回火。炉子回火可以优化结果，硬度降低2～10HRC，缺点是成本高；余温回火的能量成本低，但是硬度降低不规则，一般为2～4HRC；感应回火不产生额外成本，硬度降低2～10HRC（可调），缺点是节拍延长。

❽ 激光相变硬化，激光熔覆，激光冲击硬化所需的激光功率密度大小是怎么排序的

激光穿透能力极强，当表面的金属加热到低于熔点的临界转变温度，金属激光切割机表面快速奥氏体化，然后迅速自冷却金属表面强化，强化，即激光相变硬化。激光热处理是利用高功率密度的激光束在金属表面处理方法，该材料实现相变硬化，金属激光切割机表面合金化，表面改性，所产生的其他表面硬化不到表面成分，组织，性能变化。

❾ 金属的表面处理有哪些

表面处理可分为四方面：

1.机械表面处理：喷砂、抛丸、磨光、滚光、抛光、刷光、喷涂、刷漆、抹油等。

2.化学表面处理：发蓝发黑、磷化、酸洗、化学镀各种金属与合金、TD处理、QPQ处理、化学氧化等。

3.电化学表面处理：阳极氧化、电化学抛光、电镀等。

4.现代表面处理：化学气相沉积CVD、物理气相沉积PVD、离子注入、离子镀、激光表面处理等。

表面处理在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。

(9)激光相变强化扩展阅读

对于金属铸件，我们比较常用的表面处理方法是，机械打磨，化学处理，表面热处理，喷涂表面，表面处理就是对工件表面进行清洁、清扫、去毛刺、去油污、去氧化皮等。

表面处理属于最古老的技术，自从地球上有人类，表面处理就是人类最早掌握的一种技术。原始人类的生活极其艰苦，过着群居的生活，为了生存，他们制造石器工具，应用研磨技术使石器具有锋利刃口，产生“尖劈”效果。到了新石器时代，原始人使用的石器通体经过研磨，表面细腻光滑，注重装饰效果，已成为时代主流。

❿ 【求助】简述塑性材料的几种强化机制，举例说明

固溶强化：通过热处理，使奥氏体区的碳含量在不同的淬火、回火温度下，得到不同的机械性能指标的工艺技术，即是其中一例。
（沉淀、析出、时效）弥散强化：铝合金塑性加工完后，为取得合适的机加工性能，进行时效处理。
相变强化：金属的正火处理，使金属在相变点上下进行温度变化，使金属内部的组织反复溶解、再结晶得到细化的晶粒组织，提高材料的强度。
细晶/晶界强化：同上例，运用不同热处理手段，使晶粒在再结晶的过程中提高晶粒的细化度和使晶界上富集的杂质进行再结晶重组，保持晶界强度减少有害元素的影响。
加工硬化：履带采用奥氏体钢的材料，经过反复冲击，达到高强度耐疲劳的特性。再如剃须刀的刃口的锋利度来源于冷作硬化。
第二相复合强化：渗碳处理
激光表面改性处理等，在金属表面注入第二相金属的化学成分，进行强化。