ch表面技术详解实用

会计学1ch表面技术详解实用2.6表面技术2.6.1电刷镀2.6.2热喷涂技术2.6.3气相沉积技术2.6.4激光表面改性第1页/共36页2.6表面技术

定义：利用各种物理的、化学的或机械的方法，使金属表面获得特殊的化学成分、组织结构和性能，以提高金属零件或构件使用寿命的技术。

特点：

①节约材料；②获得特殊的表面层；③节约成本；④可以用于修复已损坏、失效的零件。

第2页/共36页表面技术的分类1.按工艺特点进行分类：电镀、化学镀、热渗镀、热喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、表面彩色、气相沉积、“三束”改性及表面热处理，形变强化及衬里。2.按学科特点分类1)表面合金化技术：喷熔、堆焊、离子注入、激光熔敷、热渗镀等。2)表面覆层与覆膜技术：热喷涂、电镀、化学镀、化学转化处理、气相沉积、涂装、堆焊、金属染色、热渗镀等。3)表面组织转化技术：激光、电子束热处理以及喷丸、辊压等表面加工硬化技术。第3页/共36页表面技术的分类3.按作用原理分类：1)原子沉积：电镀、化学镀、PVD用CVD等。2)颗粒沉积：热喷涂、搪瓷涂敷等。3)整体涂层：包箔、贴片、热浸镀、涂刷、堆焊等。4)表面改性：喷丸、化学热处理、激光表面处理、电子束表面处理、离子注入等。第4页/共36页表面技术的分类4.按表面改性的目的或性质分类1)表面减摩和耐磨技术2)表面耐蚀抗氧化技术3)表面强化（提高疲劳强度）技术4)表面装饰技术5)功能表面技术6)表面修复技术第5页/共36页表面技术的分类5.按表面工程技术的特点1)表面改性技术：激光淬火、感应加热淬火、喷丸、PVD、CVD、化学溶液沉积法、热喷涂与喷熔、堆焊等。2)表面微细加工技术：光刻和腐蚀、离子束刻蚀。3)表面加工三维成型技术：快速原型制造、无模快速制造技术。4)表面合成新材料技术。第6页/共36页表面工程技术的分类6.按表面改性的机制分类：表面相变改性、合金化改性、覆盖层改性及形变改性。1)表面合金化：离子轰击热处理、电化学热处理、激光化学热处理、离子注入、离子混合或重熔。2)表面相变改性：激光束加热、电子束加热、感应加热、火焰加热。3)表面覆盖层改性：物理气相沉积、化学气相沉积、电镀、化学镀、热喷涂、有机无机涂层4)表面形变改性：喷丸、喷砂、碾（滚）压。第7页/共36页工件——阴极刷镀笔（阳极板）——正极电镀液，金属离子在工件上还原成金属原子→电镀层2.6.1电刷镀第8页/共36页定义：利用热源将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态，用高速气流将其吹成微小颗粒（雾化），喷射到工件表面，形成牢固的覆盖层的表面加工方法。

2.6.2热喷涂技术

(1)涂层和基体材料广泛

(2)热喷涂工艺灵活

(3)喷涂层、焊喷层的厚度可以在较大范围内变化

(4)热喷涂有着较高的生产效率

(5)热喷涂时基体受热程度低

(6)母材对涂层的稀释率较低1.特点第9页/共36页加热熔化、雾化、飞行、喷涂粒子速度、温度、尺寸、反应机械结合热喷涂层状组织结构预处理第10页/共36页CrB粉芯丝材电弧喷涂涂层第11页/共36页按照热源种类分类：火焰类：包括火焰、爆炸、超音速喷涂电弧类：电弧和等离子喷涂电热类：电爆、感应和电容放电喷涂高能束类：激光、电子束喷涂第12页/共36页(1)火焰喷涂以气体火焰为热源氧、乙炔。2.常用热喷涂技术第13页/共36页(2)电弧喷涂以电弧为热源电弧喷涂原理示意图雾化气体送丝机构丝材基体熔滴+-涂层喷嘴电弧第14页/共36页(3)等离子喷涂以等离子体为热源

(4)爆炸喷涂第15页/共36页

(1)涂层是层状结构

(2)涂层中有应力涂层外层受拉应力；基体，有时也包括涂层的内层受压应力。

(3)涂层有着不均匀的化学成分

(4)涂层的多孔性3.涂层结构的特点第16页/共36页

5.热喷涂材料

(1)纯金属及其合金

(2)陶瓷材料

(3)复合材料

6.热喷涂工艺

表面处理→预热→喷涂→喷后处理

第17页/共36页2.6.3气相沉积

根据气相沉积过程进行的方式不同，分为三类：

1.物理气相沉积（PVD法）

2.化学气相沉积（CVD法）3.等离子体化学气相沉积（PCVD法）第18页/共36页激光束电子束离子束LaserLightamplificationbystimulatedemissionofradiation”激光表面改性激光相变硬化（激光淬火）激光表面熔凝激光表面熔覆激光表面合金化2.6.4激光表面改性

功率密度：103~108W/cm2

材料表面温度瞬时上升至相变点、熔点至沸点第19页/共36页激光表面改性的特点(1)功率密度大，加热速度快(105-109℃/s)，加热温度高，基体自然冷却速度高(104℃/s)，生产效率高；

(2)表面强化层组织细，硬度高，质量好，表面光洁无氧化，具有高的强度、韧性、耐磨性、耐蚀性；

(3)热影响区小，工件变形小；

(4)可以局部加热，无接触加工，周围气氛不受限制；

第20页/共36页(5)整个过程易于传输、切换和自动控制；

(6)容易加工高熔点、耐热、高硬度材料；

(7)金属表面可以熔化、不熔化，加填料或不加填料；

(8)无污染，劳动条件好。第21页/共36页第22页/共36页定义：采用预置涂层或喷吹送粉方法加入涂覆材料，获得与基体为冶金结合的致密覆层，使表面强化。激光功率：107W/cm2激光熔覆第23页/共36页第24页/共36页第25页/共36页激光熔覆防偏磨活动接箍第26页/共36页第27页/共36页激光熔覆强化闸环第28页/共36页激光熔覆强化