高能束表面改性技術(shù)課件

第舊2章高能袁面改性技術(shù)第12章高能乘裘面改性技術(shù)§12.1概論§122激光表面改性技術(shù)■§12.3電子束表面改性§124離子?xùn)|表面改性§12./梳論§121.1高能表面改性的定義和特點■當(dāng)高能束發(fā)生器輸出功率密度達(dá)到10wW/cm以上的能束,定向作用在金屬表面,使其產(chǎn)生物理、化學(xué)或相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,從而達(dá)到表面改性的目的,這種處理方式稱為高能束表面改性。歸納起來,高能束表面改性的共同特點是:1、高能束熱源作用在材料表面上的功率密度高、作用時間極其短暫,即加熱速度快、冷卻速度亦快,處理效率高?！龈吣苁砻娓男缘募訜崴俣仍诶碚撋现v可以達(dá)到1012C/s當(dāng)高能束加熱金屬肘,加熱速度高達(dá)5×103℃/5以上■在如此高的加熱速度下,金屬共析轉(zhuǎn)變溫度在Ac1點上升100℃以上?！鲆虼烁吣苁砻娓男詴r允許金屬表面溫度在熔化溫度和相變Ac1點之間變化,盡管過熱度較大,而不致發(fā)生過熱或過燒現(xiàn)象激光束、電子束、離子束經(jīng)過聚焦后作用在金屬表面上的特征幾乎完全相同。例如高能束作用在金屬表面,其過熱度和過冷度均大于常規(guī)熱處理,因此表面硬度也高于常規(guī)處理5~1OHRC。2■高能束表面改性是靠束流作用在金屬表面上,對金屬進(jìn)行加熱,屬非接觸式加熱,沒有機械應(yīng)力作用。由于高能束加熱速度和冷卻速度都很快,而且束斑小,被處理材料周圍熱影響區(qū)極小、熱應(yīng)力極小,因此工件變形也小3髙能朿加熱的面積可根據(jù)需要任意選擇,般大面積處理,可采用高能束疊加掃描方法。所獲得的最小加熱面積取決于高能束聚焦后的最小光斑。■因此、可以應(yīng)用在尺寸很小的工件或工件中凹陷部分,盲孔的底部等用普通加熱方法難以實現(xiàn)的特殊部位?！?、高能束加熱的可控性能好,通過磁場或電場信號對激光束、電子束、離子束的強度、位置、聚焦等參數(shù)可用計算機精確控制,便于實現(xiàn)自動化處理?！?、高能束熱源,尤其是激光束可以遠(yuǎn)距離傳輸或通過真空室對特種放射性或易氧化材料進(jìn)行表面處理。對激光束、電子束而言、高能束表面改性金屬表面將會產(chǎn)生200~800MPa的殘余壓應(yīng)力,從而大大提高了金屬表面的疲勞強度。6、由于高能束作用面積小,金屬本身的熱容量足以使被處理的表面驟冷,其冷卻速度高達(dá)104℃/s以上。保證完成馬氏體的轉(zhuǎn)變;在急冷條件下,可抑制碳化物的析出,從而減少脆性相的影響。并能獲得隱晶馬氏體組織■由于高能束加熱速度快,奧氏體長大及碳原子和合金原子的擴散受到抑制,可獲得細(xì)化和超細(xì)化的金屬表面高能束表面改性是靠工件自身冷卻淬火不需要任何冷卻介質(zhì)。因此處理環(huán)境清潔,無污染?！?21.2高能袁表面改性的類型按高能束束流特征分類按目前高能束的工業(yè)應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r,分為激光束、電子束和離子束?！黾す?Laser)的英文全稱為:lightamplificationbystimulatedemissionofradiation的簡稱。其含義是受激發(fā)射的光放大。用這種光束對材料進(jìn)行輻射時,可使