材料表面改性技術(shù)

1、1.4.4金屬資料的外表改性技術(shù) 采用某種工藝手段使資料外表獲得與基體資料的組織構(gòu)造、性能不同的一種技術(shù)。 資料經(jīng)外表改性處置后，既能發(fā)揚(yáng)基體資料的力學(xué)性能，又能使資料外表獲得各種特殊性能。.一、金屬外表形變強(qiáng)化原理：經(jīng)過機(jī)械手段滾壓、內(nèi)擠壓和噴丸等在金屬外表產(chǎn)生緊縮變形，使外表構(gòu)成形變硬化層，此形變硬化層的深度可達(dá)0.5mm1.5mm。形變硬化層中產(chǎn)生兩種變化：1在組織構(gòu)造上，亞晶粒極大地細(xì)化，位錯(cuò)密度添加，晶格畸變度增大。2構(gòu)成了高的宏觀剩余壓應(yīng)力。作用：提高了金屬外表強(qiáng)度、耐應(yīng)力腐蝕性能和疲勞強(qiáng)度.一形變強(qiáng)化的主要方法2、噴丸 利用高速彈丸劇烈沖擊零部件外表，使之產(chǎn)生形變硬化層并引進(jìn)殘余

2、壓應(yīng)力。 廣泛運(yùn)用在彈簧、齒輪、鏈條、軸、葉片、火車輪等零部件，可顯著提高抗彎曲疲勞、抗腐蝕疲勞、抗應(yīng)力腐蝕疲勞、抗微動(dòng)磨損、耐點(diǎn)蝕才干。1、滾壓主要有滾壓、內(nèi)擠壓和噴丸.二噴丸外表形變強(qiáng)化工藝及運(yùn)用2、噴丸強(qiáng)化用的設(shè)備按驅(qū)動(dòng)彈丸的方式可分為機(jī)械離心式彈丸機(jī)和氣動(dòng)式彈丸機(jī)兩大類。1機(jī)械離心式噴丸機(jī)功率小，消費(fèi)效率高，噴丸質(zhì)量穩(wěn)定，但設(shè)備制造本錢高。適用于要求噴丸強(qiáng)度高、種類少批量大、外形簡(jiǎn)單尺寸較大的零部件。2氣動(dòng)式噴丸機(jī)適用于噴丸強(qiáng)度低、種類多、批量少、外形復(fù)雜、尺寸較小的零部件。1、噴丸資料 鑄鐵丸、鑄鋼丸、鋼絲切割丸、玻璃丸、陶瓷丸、聚合塑料丸、液體噴丸介質(zhì)黑色金屬制件可以用鑄鐵丸、鑄鋼

3、丸、鋼絲切割丸、玻璃丸和陶瓷丸有色金屬和不銹鋼件需采用不銹鋼丸、玻璃丸和陶瓷丸。模具外表處置常用二氧化硅液態(tài)噴丸.3、噴丸外表質(zhì)量及影響要素1噴丸表層的塑性變形和組織變化 金屬外表經(jīng)噴丸后，外表產(chǎn)生大量凹坑方式的塑性變形，表層位錯(cuò)密度大大添加，而且還會(huì)出現(xiàn)亞晶界和晶粒細(xì)化景象。噴丸后的零件假設(shè)遭到交變載荷或溫度的影響，表層組織構(gòu)造將產(chǎn)生變化，由噴丸引起的不穩(wěn)定構(gòu)造向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)變。 如：滲碳鋼表層存在大量剩余奧氏體。噴丸后，這些剩余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體而提高零件的疲勞強(qiáng)度。.2彈丸粒度對(duì)噴丸外表粗糙度的影響外表粗糙度隨彈丸粒度的添加而添加。3彈丸硬度對(duì)噴丸外表形貌的影響4噴丸表層的剩余應(yīng)力 噴丸后的

4、剩余應(yīng)力來源于表層不均勻的塑性變形和金屬的相變，其中以不均勻的塑性變形最重要。 工件噴丸后，表層塑性變形量和由此導(dǎo)致的剩余應(yīng)力與受噴資料的強(qiáng)度、硬度關(guān)系親密。資料強(qiáng)度高，表層最大剩余應(yīng)力大，但壓應(yīng)力層深度較淺。反之，強(qiáng)度低的資料表層剩余應(yīng)力較小，但壓應(yīng)力層深度較深。 在一樣噴丸壓力下，大直徑彈丸產(chǎn)生的壓應(yīng)力較低，壓應(yīng)力層較深；小直徑彈丸產(chǎn)生的外表壓應(yīng)力較高，壓應(yīng)力層較淺。.二、外表熱處置定義：外表熱處置是指僅對(duì)零部件表層加熱、冷卻，從而改動(dòng)表層組織和性能而不改動(dòng)成份的一種工藝，是最根本、運(yùn)用最廣泛的資料外表改性技術(shù)之一。原理：當(dāng)工件外表層快速加熱時(shí)，工件截面上的溫度分布是不均勻的，工件表層溫度

5、高且由表及里逐漸降低。假設(shè)外表的溫度超越相變點(diǎn)以上到達(dá)奧氏體形狀時(shí)，隨后的快冷可獲得馬氏體組織，而心部扔保管原組織形狀，從而得到硬化的外表層，即經(jīng)過外表層的相變到達(dá)強(qiáng)化工件外表的目的。感應(yīng)加熱外表淬火一感應(yīng)加熱根本原理 利用電磁感應(yīng)原理，在工件外表產(chǎn)生密度很高的感應(yīng)電流，并使之迅速加熱至奧氏體形狀，隨后快速冷卻獲得馬氏體組織的淬火方法。.當(dāng)感應(yīng)圈中經(jīng)過一定頻率交流電時(shí)，在其內(nèi)外將產(chǎn)生與電流變化頻率一樣的交變磁場(chǎng)。將工件放入感應(yīng)圈內(nèi)，在交變磁場(chǎng)作用下，工件內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生與感應(yīng)圈頻率一樣而方向相反的感應(yīng)電流。感應(yīng)電流沿工件外表構(gòu)成封鎖回路，通常稱之為渦流。此渦流能將電能變成熱能，使工件加熱。渦流在被加

6、熱工件中的分布由外表至心部呈指數(shù)規(guī)律衰減。因此渦流主要分布在工件外表，工件內(nèi)部幾乎沒有電流經(jīng)過。這種景象叫做外表效應(yīng)或集膚效應(yīng)。感應(yīng)加熱就是利用集膚效應(yīng)，依托電流熱效應(yīng)把工件外表迅速加熱到淬火溫度的。當(dāng)工件外表在感應(yīng)圈內(nèi)加熱到相變溫度時(shí)，立刻噴水或浸水冷卻，實(shí)現(xiàn)外表淬火工藝。.感應(yīng)電流透入深度：從電流密度最大的外表到電流值為外表的1/e(e=2.718)處的間隔。 硬化層深度：硬化層深度總小于感應(yīng)電流透入深度超越失磁點(diǎn)的的電流透入深度稱為熱態(tài)電流透入深度 ，低于失磁點(diǎn)的電流透入深度稱為冷態(tài)電流透入深度 。對(duì)于鋼.二感應(yīng)加熱外表淬火的分類1 高頻感應(yīng)加熱外表淬火：電流頻率801000kHz，外表

7、硬化層深度0.52mm。主要用于中小模數(shù)齒輪和小軸的外表淬火2 中頻感應(yīng)加熱外表淬火：電流頻率25008000Hz，外表硬化層深度36mm。主要用于淬硬層要求較深的零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、凸輪軸、大模數(shù)齒輪等。3 工頻感應(yīng)加熱外表淬火：電流頻率50Hz，外表硬化層深度1015mm。適用于大直徑鋼材的穿透加熱及要求淬硬層深的大工件的外表淬火。工件外表淬火后應(yīng)進(jìn)展低溫回火以降低剩余應(yīng)力和脆性，并堅(jiān)持外表高硬度和高耐磨性。淬火前的原始組織應(yīng)為調(diào)質(zhì)態(tài)或正火態(tài)。.三感應(yīng)加熱外表淬火的特點(diǎn)1、感應(yīng)加熱時(shí)，由于電磁感應(yīng)和集膚效應(yīng)，工件外表在極短時(shí)間內(nèi)到達(dá)Ac3以上很高的溫度，而工件心部仍處于相變點(diǎn)之下。中碳鋼高

8、頻淬火后，工件外表得到馬氏體組織，往里是馬氏體加鐵素體加屈氏體組織，心部為鐵素體加珠光體或回火索氏體原始組織。2、升溫速度快，保溫時(shí)間極短。和普通淬火相比，淬火加熱溫度高，過熱度大，奧氏體形核多，又不易長(zhǎng)大，因此淬火后外表得到細(xì)小的隱晶馬氏體，故感應(yīng)加熱外表淬火工件的外表硬度比普通淬火的高HRC23。3、工件表層強(qiáng)度高。由于馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生體積膨脹，故在工件外表產(chǎn)生很大的剩余壓應(yīng)力，可以顯著提高其疲勞強(qiáng)度并降低缺口敏感性。.4、工件的耐磨性比普通淬火高。這與奧氏體晶粒細(xì)化、外表硬度高以及外表壓應(yīng)力形狀等要素有關(guān)。5、由于加熱速度快，無保溫時(shí)間，工件普通不產(chǎn)生氧化和脫碳問題，又因工件內(nèi)部未被加熱，

9、故工件淬火變形小。6、消費(fèi)率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；淬火層深度易于控制，適于批量消費(fèi)外形簡(jiǎn)單的機(jī)器零件，因此得到廣泛的運(yùn)用。缺陷：設(shè)備費(fèi)用昂貴，不適用于單件消費(fèi)。四感應(yīng)加熱外表淬火的運(yùn)用 通常采用中碳鋼和中碳合金構(gòu)造鋼，用以制造機(jī)床、汽車及遷延機(jī)齒輪、軸等。也可以采用碳素工具鋼和低合金工具鋼，用以制造量具、模具、銼刀等。.火焰加熱外表淬火定義： 利用氧乙炔或其他可燃?xì)怏w對(duì)零件外表加熱，隨后淬火冷卻的工藝。特點(diǎn)：與感應(yīng)加熱外表淬火相比，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈敏，適用鋼種廣泛。普通無氧化和脫碳、畸變小等優(yōu)點(diǎn)。 常用于大尺寸和分量大的工件，尤其適用于批量少種類多的零件或部分區(qū)域的外表淬火，如大型齒

10、輪、軸、導(dǎo)軌等。 但加熱溫度不易控制，噪音大，勞動(dòng)條件差，混合氣體不夠平安，不易獲得薄的外表淬火層。常用資料：從機(jī)械制造的范圍來分有45、55、40Cr、40CrV、42CrMo、42SiMn、50Mn、5CrMnMo等。另外近年來我國研制勝利公用的火焰加熱空冷淬硬冷作模具鋼7CrSiMnMoV。.火焰外表淬火運(yùn)用實(shí)例 火焰外表淬火工藝可以在模具淬硬之前完成全部的裝配任務(wù)，火焰外表淬火后模具即可投入運(yùn)用，不用再裝配。由于除刃口部位外表淬硬以外，其他部位并未淬硬，仍可進(jìn)展鉆孔等加工。這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于像汽車覆蓋件一類的大型模具的制造是非常有利的，既節(jié)省了工時(shí)，又保證了模具的精度。 近年來， 7CrSi

11、MnMoV公用火焰淬火模具鋼的研制勝利，使火焰外表淬火工藝在汽車覆蓋件的制造中占據(jù)了主導(dǎo)位置。.三、金屬外表化學(xué)熱處置定義：將金屬工件放入含有某種活性原子的化學(xué)介質(zhì)中，經(jīng)過加熱使介質(zhì)中的原子分散滲入工件一定深度的表層，改動(dòng)其化學(xué)成分和組織并獲得與心部不同性能的熱處置工藝叫做化學(xué)熱處置。特點(diǎn)：和外表淬火不同，化學(xué)熱處置后的工件外表不僅有組織的變化，而且也有化學(xué)成分的變化。性能：化學(xué)熱處置后的鋼件外表可以獲得比外表淬火所具有的更高的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度；心部在具有塑性和韌性的同時(shí)，還可獲得較高的強(qiáng)度。化學(xué)熱處置滲層的根本組織類型：?jiǎn)蜗喙倘荏w；化合物；同時(shí)存在固溶體、化合物的多相深層.構(gòu)成擴(kuò)滲層的

12、3個(gè)根本條件：1滲入元素必需可以與基體金屬構(gòu)成固溶體或金屬間化合物。要滿足這一要求，溶質(zhì)原子與基體金屬原子相對(duì)直徑的大小、晶體構(gòu)造的差別、電負(fù)性的強(qiáng)弱等要素必需符合一定的條件2欲使?jié)B入元素與金屬之間直接接觸，必需發(fā)明相應(yīng)的工藝條件來實(shí)現(xiàn)3被滲元素在基體金屬中需有一定的滲入速度，以滿足實(shí)踐運(yùn)用的要求。.化學(xué)熱處置的普經(jīng)過程 化學(xué)熱處置的普經(jīng)過程通常是由分解、吸附和分散三個(gè)根本過程組成。 具有高能形狀的活性原子沖入鐵晶格外表原子引力場(chǎng)范圍之內(nèi)，被鐵外表晶格捕獲并溶解的過程稱為化學(xué)熱處置的吸附過程。 剛分解出的活性原子首先被鋼件外表所吸附，而后是活性原子向固溶體中溶解。普通金屬元素多以置換方式溶入；

13、碳、氮 、硼等原子半徑小的非金屬元素以間隙原子溶入奧氏體中。 分解是在一定溫度下從滲劑中分解出含有被滲元素“活性原子的過程。例如：滲碳就是滲劑中的CO或CH4等分解出活性碳原子C的過程：.分散是鋼件外表吸收并溶解被滲元素活性原子后，由于呵斥外表和心部的濃度差而發(fā)生被滲元素的原子由高濃度外表向內(nèi)部定向遷移的景象。 分散層的特點(diǎn)是滲入元素在表層的濃度最高，分開外表越遠(yuǎn)，濃度越低。 工件外表分散層的厚度和濃度是由分解、吸附和分散三個(gè)根本過程的速度以及它們之間的相互關(guān)系決議的。假設(shè)滲入元素分散速度很慢，那么構(gòu)成的滲層外表濃度會(huì)很高，而滲層較薄。假設(shè)分解和吸附過程不劇烈， 雖然可以得到一定厚度的滲層，但

14、滲層濃度會(huì)降低，滲層厚度也不大。分散是控制化學(xué)熱處置過程的主要過程.化學(xué)熱處置的分類：根據(jù)滲入元素的介質(zhì)所處形狀不同，化學(xué)熱處置可分以下幾類：1固體法：包括粉末填充法、膏劑涂覆法、電熱旋流法、覆蓋層分散法等2液體法：鹽浴法、電解鹽浴法、水溶液電解法3氣體法：固體氣體法、間接氣體法、流動(dòng)粒子爐法等。4等離子法.主要外表化學(xué)熱處置工藝1、滲硼滲硼的主要目的滲硼層的組織和性能滲硼主要適用的鋼種是什么，滲硼后應(yīng)該進(jìn)展那種熱處置工藝？試舉一例闡明滲硼工藝在模具外表熱處置中的運(yùn)用2、滲碳、碳氮共滲滲碳零件的根本性能特點(diǎn)常用的滲碳方法有哪些？3、滲氮、氮碳共滲滲氮工藝的優(yōu)缺陷.四、等離子體外表處置等離子體的

15、物理概念等離子體是一種電離度超越0.1的氣體，是由離子、電子和中性粒子原子和分子所組成的集合體。等離子體整體呈中性，但含有相當(dāng)數(shù)量的電子和離子，表現(xiàn)出相應(yīng)的電磁學(xué)等性能。如等離子體中有帶電粒子的熱運(yùn)動(dòng)和分散，也有電場(chǎng)作用下的遷移。等離子體是一種物質(zhì)的能量較高的聚集形狀，被稱為物質(zhì)第四態(tài)。離子滲氮離子滲氮法是由德國人B. Berghaus于1932年發(fā)明的。原理：在0.110Torr的含氮?dú)夥罩?，以爐體為陽極，被處置工件為陰極，在陰陽極間加上數(shù)百伏的直流電壓，由于輝光放電景象便會(huì)產(chǎn)生象霓虹燈一樣的柔光覆蓋在被處置工件的外表。此時(shí)，已離化了的氣體成分被電場(chǎng)加速，撞擊被處置工件外表而使其加熱。同時(shí)依

16、托濺射及離子化作用等進(jìn)展氮化處置。.離子滲氮安裝表示圖輝光放電：低氣壓下的氣體放電。放電管中的剩余正離子在極間電場(chǎng)的作用下被加速，得到足夠的能量撞擊陰極二產(chǎn)生二次電子，經(jīng)簇射產(chǎn)生更多的帶電粒子，使得氣體導(dǎo)電.放電管兩極間的電壓較高，普通都在10千伏以上輝光放電的電流很小，溫度不高。.用途：離子氮化法與以往的靠分解氨氣或運(yùn)用氰化物來進(jìn)展氮化的方法截然不同，作為一種全新的氮化方法，現(xiàn)已被廣泛運(yùn)用與汽車、機(jī)械、精細(xì)儀器、擠壓成型機(jī)、模具等許多領(lǐng)域，而且其運(yùn)用范圍仍在日益擴(kuò)展。離子氮化法的優(yōu)點(diǎn)：1、由于離子氮化法不是依托化學(xué)反響作用，而是利用離子化了的含氮?dú)怏w進(jìn)展氮化處置，所以任務(wù)環(huán)境非常清潔而無須防

17、止公害的特別設(shè)備。2、由于離子氮化法利用了離子化了的氣體濺射作用，因此與以往的氮化處置相比可顯著的縮短處置時(shí)間離子氮化的時(shí)間僅為普通氣體滲氮時(shí)間的1/31/5。3、由于離子氮化法利用輝光放電直接進(jìn)展加熱，也無需特別的加熱和保溫設(shè)備，且可以獲得均勻的溫度分布，與間接加熱方式相比加熱效率可提高2倍以上，到達(dá)節(jié)能效果能源耗費(fèi)僅為氣體滲氮的40%70%。.4、由于離子氮化真實(shí)真空中進(jìn)展，因此可獲得無氧化的加工外表也不損害被處置工件的外表光潔度。而且由于是在低溫下進(jìn)展處置，被處置工件的變形量極小，處置后無需再進(jìn)展加工，極適宜于廢品的處置。5、經(jīng)過調(diào)理N、H、X等氣體的比例，可自在地調(diào)理化合物層的組成，從

18、而獲得預(yù)期的機(jī)械性能。 6、離子氮化從380起即可進(jìn)展氮化處置，此外，對(duì)鈦等合金特殊資料也可在850的高溫下進(jìn)展特殊的離子氮化處置，因此順應(yīng)范圍非常廣泛。7、由于離子氮化是在低氣壓下以離子注入的方式進(jìn)展，因此耗氣量極少僅為氣體滲氮的百分之幾，可以大大降低處置本錢。.離子滲氮的缺陷：1、離子滲氮設(shè)備相對(duì)比較復(fù)雜，一次性的設(shè)備投資通常比氣體滲氮高。2、先進(jìn)的工藝配備對(duì)勞動(dòng)者的素質(zhì)要求較高。3、準(zhǔn)確測(cè)定零件溫度較困難。4、離子滲氮的溫度場(chǎng)是不均勻的溫度場(chǎng)，要使所裝各工件尤其是混裝溫度均勻一致較困難，需積累一定的閱歷。.離子滲氮的實(shí)際濺射實(shí)際是一種為許多人所接受或默許的經(jīng)典實(shí)際，該實(shí)際于1965年由J

19、. kolbel提出。該實(shí)際以為，滲氮層是經(jīng)過陰極濺射構(gòu)成。在真空爐體內(nèi)，工件為陰極，爐體為陽極，加上直流高壓后，稀薄氣體電離，構(gòu)成等離子體。N+、H+、NH3+等正離子在陰極位降區(qū)被加速，轟擊工件陰極外表，其動(dòng)能耗費(fèi)于： 轉(zhuǎn)化為熱能加熱工件。 打出電子，產(chǎn)生二次電子發(fā)射。 陰極濺射。高能正離子轟擊陰極呵斥C、N、O、Fe等原子濺射，而Fe不斷與陰極外表附近的活性氮原子化合成高氮化合物FeNFe成為活性氮的載體，由于背散射又堆積到陰極外表，隨后在離子轟擊和熱激活作用下，氮化鐵分解FeNFe2NFe3NFe4N轉(zhuǎn)變?yōu)榈偷衔?，分解析出的氮原子一部分分散進(jìn)鋼鐵內(nèi)，一部分前往等離子區(qū)。這一模型的主

20、要實(shí)驗(yàn)根據(jù)是搜集急冷的濺射堆積物，分析其中的氮含量約達(dá)19.7%，于是推斷是實(shí)際含量20.05%的FeN。.五、激光外表處置高能束：由高密度光子、電子、離子組成的激光束、電子束、離子束通過特定安裝被聚焦到很小甚至非常細(xì)微的尺寸，所構(gòu)成的具有極高能量密度的粒子束，簡(jiǎn)稱高能束。高能束對(duì)資料外表進(jìn)展改性主要包括兩個(gè)方面：利用脈沖激光器來獲得極高的加熱和冷卻速度，可制成微晶、非晶以及其他一些奇特的亞穩(wěn)態(tài)合金，從而賦予資料外表特殊的性能；利用離子注入技術(shù)，把異類原子直接引入資料外表層中進(jìn)展外表合金化。.激光的特點(diǎn)1高方向性2高亮度性3高單色性激光外表處置技術(shù)一激光束加熱金屬的過程 激光束向金屬外表層的熱

21、傳送，是經(jīng)過“逆韌致輻射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。金屬表層和其所吸收的激光進(jìn)展光熱轉(zhuǎn)換。當(dāng)光子和金屬的自在電子相碰撞，金屬導(dǎo)帶電子的能級(jí)提高，并將其吸收的能量轉(zhuǎn)化為晶格的熱振蕩。由于光子能穿過金屬的才干極低，故僅能使其極外表的一薄層溫度升高。這種熱交換和熱平衡的建立是非常迅速的。.韌致輻射：原指高速運(yùn)動(dòng)的電子驟然減速時(shí)發(fā)出的輻射,后來泛指帶電粒子與原子或原子核發(fā)生碰撞時(shí)忽然減速發(fā)出的輻射 逆韌致輻射：電子在離子庫侖場(chǎng)的協(xié)助下吸收一個(gè)光子而從光場(chǎng)中獲取能量 二激光處置前外表的預(yù)處置 大多數(shù)金屬外表對(duì)CO2激光的反射高達(dá)90以上，嚴(yán)重影響激光處置的效率。而且金屬外表形狀對(duì)反射率極為敏感，如粗糙度、涂層、雜質(zhì)等都

22、會(huì)極大改動(dòng)金屬外表對(duì)激光的反射率，而反射率變化1，吸收能量密度將會(huì)變化10。因此，在激光處置前，必需對(duì)工件外表進(jìn)展涂層或其他預(yù)處置。常用的預(yù)處置方法有磷化、黑化和涂覆紅外能量吸收資料。.三激光處置工藝及運(yùn)用 根據(jù)激光與資料外表作用時(shí)的功率密度、作用時(shí)間及方式不同，激光外表改性處置可分為激光相變硬化、激光熔凝及激光外表合金化3類。1、激光外表相變硬化定義：鋼鐵在固態(tài)下經(jīng)受激光輻照，其表層被迅速加熱至奧氏體溫度以上，并在激光停頓輻射后快速淬火得到馬氏體組織的一種工藝方法，又稱激光淬火。激光外表硬化簡(jiǎn)圖.目的：在工件外表有選擇的部分產(chǎn)生硬化帶以提高耐磨性，還可以經(jīng)過在外表產(chǎn)生壓力來提高疲勞強(qiáng)度。優(yōu)點(diǎn)

23、：工藝簡(jiǎn)單，強(qiáng)化后工件外表光滑，硬度高，變形小，根本上不用再加工即可用于裝配。特別適宜于外形復(fù)雜、體積大、精加工后不易采用其他方法強(qiáng)化的工件，如構(gòu)造與外形復(fù)雜的模具成形零件的外表硬化處置。激光相變處置過程中，有兩個(gè)特別重要的溫度：1資料的熔點(diǎn)，外表的最高溫度一定要低于資料的熔點(diǎn)。2資料的奧氏體轉(zhuǎn)變臨界溫度。激光相變硬化的加熱速度快，因此奧氏體轉(zhuǎn)變臨界溫度升高。普通以為奧氏體轉(zhuǎn)變臨界溫度可取800。.2、激光外表熔凝定義：利用能量密度很高的激光束在金屬外表延續(xù)掃描，使之迅速構(gòu)成一層非常薄的熔化層，并且利用基體的吸熱作用使熔池中的金屬液以極快的速度冷卻、凝固，從而使金屬外表產(chǎn)生特殊的微觀組織構(gòu)造。

24、是典型的快速加熱和快速凝固過程經(jīng)過控制冷卻速度、溫度梯度和凝固速率3個(gè)工藝參數(shù)，可以細(xì)化組織，減少偏析，構(gòu)成高度過飽和共熔體等亞穩(wěn)定相乃至非晶態(tài)構(gòu)造，因此可提高外表的耐磨性、抗氧化性和抗腐蝕性能。激光外表熔凝簡(jiǎn)圖.3、激光外表合金化定義：用激光束將金屬外表與外加合金元素一同熔化后，迅速凝固在金屬外表獲得合金層的技術(shù)。既改動(dòng)外表層的物理形狀，又改動(dòng)其化學(xué)成分。工藝過程：用鍍膜或噴涂等技術(shù)把所需合金元素涂敷在金屬外表，再經(jīng)過激光照射使涂敷層合金元素與基體外表層熔化、混合，構(gòu)成物理形狀、組織構(gòu)造和化學(xué)成分不同的新表層。從而提高表層的耐磨性、耐蝕性和高溫抗氧化性等。激光外表合金化簡(jiǎn)圖.特點(diǎn)：可使工件的

25、部分區(qū)域合金化，能準(zhǔn)確地控制功率密度和加熱深度，從而減小工件變形；利用激光的滲聚焦才干，可在不規(guī)那么的零件上得到均勻的合金層。.六、電子束外表處置電子束屬于一種高能量密度的能源當(dāng)高速電子束照射到金屬外表時(shí)，電子能深化金屬外表一定深度，與基體金屬的原子核及電子發(fā)生相互作用。其能量的傳送主要經(jīng)過電子束的電子與金屬表層電子碰撞完成的，同時(shí)又以熱能的方式傳給金屬表層原子，從而使被處置金屬的表層溫度迅速升高。電子束的加熱深度和尺寸比激光大電子束外表處置的工藝方法主要有電子束外表淬火、電子束外表合金化及電子束外表熔凝等。.電子束外表淬火原理和常規(guī)熱處置方法一樣加熱和冷卻速度很高，奧氏體化時(shí)間很短，奧氏體晶

26、粒來不及長(zhǎng)大，因此淬火后可獲得極細(xì)的外表層組織。適于碳鋼、中碳低合金鋼等資料的外表強(qiáng)化處置，在工、模具上運(yùn)用都獲得了很好的效果。特點(diǎn)：可以使工件得到理想的金相組織和硬度，顯著提高資料的疲勞強(qiáng)度，工件變形小，外表質(zhì)量好。還可添加剩余應(yīng)力，提高振動(dòng)疲勞強(qiáng)度。.電子束外表合金化定義：利用高能量密度束流與資料外表的相互作用，使之發(fā)生物理與化學(xué)變化，到達(dá)資料外表強(qiáng)化的目的。特點(diǎn)：1可在資料外表進(jìn)展各種合金元素的合金化，改善資料外表性能2可在零件需求強(qiáng)化的部位，有選擇地進(jìn)展部分處置。工藝過程：根據(jù)工件運(yùn)用條件的要求，進(jìn)展合金元素的成分設(shè)計(jì)并選擇適當(dāng)?shù)暮辖鸱勰┡浞?；然后，將具有特定性能的合金粉末涂敷在金屬?/p>

27、表上。再利用電子束轟擊加熱熔化，或在電子束作用的同時(shí)參與所需的合金粉末并在工件外表上熔融，使其外表構(gòu)成與原資料的成分和組織完全不同的新合金層。.電子束外表熔凝定義：利用高能量密度電子束轟擊金屬外表，使其熔化；一旦停頓電子束轟擊，熔池便快速凝固，使資料外表構(gòu)成精細(xì)的顯微組織，從而提高資料外表的硬度和韌性。特點(diǎn)：大大減少原始組織的顯微偏析運(yùn)用：多用于處置模具零件.七、離子注入外表改性離子束改性處置定義：將從離子源中引出的所需物質(zhì)的低能離子束在電場(chǎng)中加速成具有幾萬到幾十萬伏的高能粒子束后，高速轟擊工件外表并使之注入工件外表一定深度，構(gòu)成有特殊的力學(xué)性能外表改性層的真空處置工藝。原理：具有一定動(dòng)能的離子射入工件外表后，與外表層內(nèi)的原子核和電子發(fā)生隨機(jī)碰撞。碰撞過程中，離子不斷耗費(fèi)其能量，離子的運(yùn)動(dòng)方向不斷改動(dòng)。經(jīng)過一段曲折碰撞之后，離子的能量被耗盡，就在工件外表層內(nèi)的某一部位停留下來，從而改動(dòng)外表層的組織構(gòu)造和性能。用這種方法可以獲得高度飽和的固溶體、亞穩(wěn)定相、非晶態(tài)和平衡合金等不同組織構(gòu)造方式的外表層，從而有效地改善工件的運(yùn)用性能。.特點(diǎn)：1不同于任何熱擴(kuò)滲方法