材料表面工程-第一講

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1、材 料 表 面 工 程主 講 教 師 ： 呂 祥 鴻西 安 石 油 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 2/120 l 一 、 緒 論l 二 、 表 面 熱 處 理l 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù)目 錄 表 面 工 程 技 術(shù) 是 指 為 滿(mǎn) 足 特 定 工 程 需 要 ， 使 材 料 或 零件 表 面 具 有 特 殊 的 成 分 、 結(jié) 構(gòu) 和 性 能 (或 功 能 )的 化 學(xué) 、 物理 方 法 與 工 藝 。1、 表 面 熱 處 理 技 術(shù) ； 2、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) ； 3、 熱擴(kuò) 滲 ； 4、 熱 噴 涂 ； 5、 熱 噴 焊 和 堆 焊 ； 6、 電

2、 鍍 ； 7、 化 學(xué)鍍 ； 8、 化 學(xué) 轉(zhuǎn) 化 膜 與 著 色 技 術(shù) ； 9、 氣 相 沉 積 技 術(shù) ； 10、高 能 束 表 面 處 理 。 一 、 緒 論 1.表 面 工 程 學(xué) 的 定 義 及 內(nèi) 涵 大 家 知 道 ,所 有 的 物 體 都 不 可 避 免 與 環(huán) 境 相 接 觸 ,而 與 環(huán) 境 真 正 接 觸 的 是 物體 的 表 面 。 如 各 種 機(jī) 械 設(shè) 備 和 儀 器 儀 表 ， 它 們 在 使 用 過(guò) 程 中 會(huì) 發(fā) 生 ： 腐 蝕 -因 為 受 到 氣 、 水 及 某 些 化 學(xué) 介 質(zhì) 的 作 用 ； 磨 損 -因 相 互 之 間 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 而 產(chǎn) 生

3、 ； 氧 化 -因 溫 度 過(guò) 高 而 發(fā) 生 ； 浸 蝕 -因 接 觸 高 溫 金 屬 熔 體 或 其 它 熔 體 而 被 浸 蝕 ， 等 等 。 所 有 這 些 都 會(huì) 首 先 使 機(jī) 件 表 面 發(fā) 生 破 壞 或 失 效 ,進(jìn) 而 引 起 整 個(gè) 機(jī) 件 的 破 壞或 失 效 ,因 此 ,表 面 是 防 止 設(shè) 備 失 效 的 第 一 道 防 線 。有 資 料 統(tǒng) 計(jì) ,在 各 種 機(jī) 電 產(chǎn) 品 的 過(guò) 早 失 效 破 壞 中 ,約 有 70%是 由 腐 蝕 和 磨 損 造 成 的 。一 、 緒 論 隨 著 現(xiàn) 代 工 業(yè) 的 迅 猛 發(fā) 展 ,對(duì) 機(jī) 械 工 業(yè) 產(chǎn) 品 提 出 了

4、 更 高 的 要 求 。 要 求 產(chǎn) 品 能 在 高 參數(shù) (如 高 溫 ,高 壓 ,高 速 )、 高 度 自 動(dòng) 化 和 惡 劣 的 工 況 條 件 下 長(zhǎng) 期 穩(wěn) 定 運(yùn) 轉(zhuǎn) 。 這 就 必 然對(duì) 機(jī) 件 表 面 的 耐 磨 、 耐 蝕 等 性 能 提 出 了 更 高 的 要 求 。 為 了 滿(mǎn) 足 這 樣 的 要 求 ,在 某 些情 況 下 我 們 可 以 選 用 貴 金 屬 或 合 金 來(lái) 制 造 整 體 設(shè) 備 及 零 件 。 有 時(shí) 雖 然 也 可 滿(mǎn) 足 表面 性 能 要 求 ,但 這 往 往 會(huì) 造 成 設(shè) 備 的 成 本 成 倍 或 成 百 倍 的 增 加 ,降 低 了 產(chǎn)

5、品 的 競(jìng) 爭(zhēng) 力 。 （ 例 ： H2S油 氣 田 廣 泛 采 用 鎳 基 合 金 ， 鎳 基 合 金 是 鋼 鐵 的 幾 十 倍 甚 至 上 百 倍 。 ） 更 何 況 在 許 多 情 況 下 也 無(wú) 法 找 到 一 種 能 夠 同 時(shí) 滿(mǎn) 足 整 體 和 表 面 要 求 的 材 料 。 （ 例 ： 油 氣 田 用 雙 相 不 銹 鋼 （ 冷 拔 成 型 ） 滿(mǎn) 足 耐 蝕 性 滿(mǎn) 足 不 了 強(qiáng) 度 要 求 ， 主 要 是由 于 溫 度 升 高 ， 強(qiáng) 度 下 降 ） 。 一 、 緒 論 而 表 面 技 術(shù) 則 可 以 在 不 增 加 或 不 增 加 太 多 材 料 成 本 的 同 時(shí)

6、使 產(chǎn) 品表 面 受 到 保 護(hù) 和 強(qiáng) 化 ,從 而 提 高 產(chǎn) 品 的 使 用 壽 命 和 可 靠 性 ,改 善 機(jī) 械設(shè) 備 的 性 能 、 質(zhì) 量 、 增 強(qiáng) 產(chǎn) 品 的 競(jìng) 爭(zhēng) 能 力 ,所 以 ， 研 究 和 發(fā) 展 機(jī) 械產(chǎn) 品 的 表 面 保 護(hù) 和 表 面 強(qiáng) 化 技 術(shù) ， 對(duì) 于 推 動(dòng) 高 技 術(shù) 和 新 技 術(shù) 的 發(fā)展 ,對(duì) 于 節(jié) 約 材 料 ,節(jié) 約 能 源 等 都 具 有 重 要 意 義 。 定 義 ： 表 面 工 程 技 術(shù) 是 指 為 滿(mǎn) 足 特 定 的 工 程 需 要 ， 使 材 料 或 零 件表 面 具 有 特 殊 的 成 分 、 結(jié) 構(gòu) 和 性 能

7、（ 或 功 能 ） 的 化 學(xué) 、 物 理 方 法與 工 藝 。 一 、 緒 論 表 面 工 程 技 術(shù) 的 內(nèi) 涵 應(yīng) 該 包 括 如 下 幾 個(gè) 方 面 ：（ 1） 表 面 改 性 技 術(shù) ； （ 提 高 零 部 件 表 面 的 耐 磨 性 、 耐 蝕 性 、 抗 高 溫 氧 化性 ， 或 裝 飾 零 部 件 表 面 ）（ 2） 表 面 加 工 技 術(shù) ； （ 能 夠 在 材 料 表 面 加 工 或 制 作 各 種 功 能 元 器 件 的 有關(guān) 技 術(shù) ）（ 3） 表 面 合 成 材 料 技 術(shù) ； （ 借 助 各 種 手 段 在 材 料 表 面 合 成 新 材 料 的 技 術(shù) ）（ 4）

8、 表 面 加 工 三 維 合 成 技 術(shù) ； （ 將 二 維 表 面 加 工 累 積 成 三 維 零 件 的 快 速原 型 制 造 技 術(shù) ）（ 5） 上 述 幾 個(gè) 要 點(diǎn) 的 組 合 或 綜 合 。一 、 緒 論 2. 表 面 工 程 技 術(shù) 的 特 點(diǎn) 與 意 義 （ 1） 它 主 要 作 用 在 基 體 表 面 ， 對(duì) 遠(yuǎn) 離 表 面 的 基 材 內(nèi) 部 組 織 與 性 能 影響 不 大 ； （ 2） 采 用 表 面 涂 （ 鍍 ） 、 表 面 合 金 化 ， 使 普 通 、 廉 價(jià) 的 材 料 表 面 具有 特 殊 的 性 能 ， 不 僅 可 以 節(jié) 約 大 量 貴 重 金 屬 ，

9、而 且 可 以 大 幅 度 提 高 零部 件 的 耐 磨 性 和 耐 蝕 性 ， 提 高 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 ， 降 低 生 產(chǎn) 成 本 ； （ 3） 表 面 工 程 技 術(shù) 可 以 兼 有 裝 飾 和 防 護(hù) 功 能 ， 在 人 們 周 圍 創(chuàng) 造 五 彩繽 紛 的 世 界 ， 推 動(dòng) 產(chǎn) 品 的 更 新 換 代 ；一 、 緒 論 （ 4） 以 化 學(xué) 氣 相 沉 積 技 術(shù) （ chemical vapor deposition簡(jiǎn) 稱(chēng)CVD) 、 物 理 氣 相 沉 積 技 術(shù) （ physical vapor deposition簡(jiǎn) 稱(chēng)PVD) 、 掩 膜 、 光 刻 技 術(shù) 為 代 表

10、 的 表 面 薄 膜 沉 積 技 術(shù) 和 表 面 微 細(xì) 加 工技 術(shù) 是 制 作 大 規(guī) 模 集 成 電 路 、 光 導(dǎo) 纖 維 和 集 成 電 路 、 太 陽(yáng) 能 薄 膜 電 池等 元 器 件 的 基 本 技 術(shù) ； （ 5） 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 與 材 料 科 學(xué) 、 精 密 機(jī) 械 和 數(shù) 控 技 術(shù) 相 結(jié) 合 ， 使 二 維的 表 面 處 理 技 術(shù) 發(fā) 展 成 為 三 維 零 件 制 造 技 術(shù) ， 創(chuàng) 造 了 全 新 的 制 造 方 法 生 長(zhǎng) 型 制 造 法 ， 不 僅 大 幅 度 降 低 了 零 部 件 的 制 造 成 本 ， 亦 使 設(shè) 計(jì) 與生 產(chǎn) 速 度 成 倍 提

11、高 ； 一 、 緒 論 （ 6） 表 面 工 程 技 術(shù) 已 成 為 制 備 新 材 料 的 重 要 方 法 （ 金 屬 基 復(fù) 合 材 料(MMC) Metal Matrix Composite及 陶 瓷 基 復(fù) 合 材 料 (CMC)Ceramic Matrix Composite的 制 備 ） ， 如 可 以 在 材 料 表 面 制 備 整 體 合 金 化 難 以 做 到 的 特 殊性 能 合 金 等 。 圖 1 1 纖 維 涂 層 法 制 備 鈦 基 復(fù) 合 材 料 纖 維 涂 層 涂 層 纖 維 堆 垛 熱 壓 或 熱 等 靜 壓 成 形 纖 維 碳 芯 或 鎢 芯 CVD PVD

12、一 、 緒 論 圖 1-2 CVD、 PVD法 制 備 鈦 基 復(fù) 合 材 料 一 、 緒 論 3. 表 面 工 程 技 術(shù) 的 分 類(lèi) 材 料 表 面 工 程 是 一 門(mén) 新 興 學(xué) 科 ， 或 者 說(shuō) 是 正 在 形 成 的 一 門(mén) 學(xué) 科 ， 是 一 門(mén) 多 學(xué) 科 的 邊 緣 學(xué) 科 。 該 學(xué) 科中 應(yīng) 該 包 括 哪 些 內(nèi) 容 ， 如 何 分 類(lèi) ， 國(guó) 內(nèi) 外 都 無(wú) 公 認(rèn) 的 說(shuō) 法 。 從 不 同 的 角 度 進(jìn) 行 歸 納 ， 就 會(huì) 有 不 同 的分 類(lèi) 。 如 ： 按 作 用 原 理 可 分 為 ： 原 子 沉 積 ： 沉 積 物 以 原 子 、 離 子 、 分 子

13、 和 粒 子 集 團(tuán) 等 原 子 尺 度 的 粒 子 形 態(tài) 在 材 料 表 面 上 形 成覆 蓋 層 ， 如 電 鍍 、 化 學(xué) 鍍 、 物 理 氣 相 沉 積 、 化 學(xué) 氣 相 沉 積 等 。 顆 粒 沉 積 ： 沉 積 物 以 宏 觀 尺 度 的 顆 粒 形 態(tài) 在 材 料 表 面 上 形 成 覆 蓋 層 ， 如 熱 噴 涂 、 搪 瓷 涂 覆 等 。 整 體 覆 蓋 ： 它 是 將 涂 覆 材 料 于 同 一 時(shí) 間 施 加 于 材 料 表 面 ， 如 包 箔 、 貼 片 、 熱 浸 鍍 、 涂 刷 、 堆焊 等 。 表 面 改 性 ： 用 各 種 物 理 、 化 學(xué) 等 方 法 處

14、 理 表 面 ， 使 之 組 成 、 結(jié) 構(gòu) 發(fā) 生 變 化 ， 從 而 改 變 性 能 ，如 表 面 處 理 、 化 學(xué) 熱 處 理 、 電 子 束 表 面 處 理 、 離 子 注 入 等 。 一 、 緒 論 按 表 面 強(qiáng) 化 層 材 料 可 分 為 ： 金 屬 材 料 層 ； 陶 瓷 材 料 層 ；高 分 子 材 料 層 。 按 工 藝 特 點(diǎn) 可 分 為 ： 電 鍍 ， 化 學(xué) 鍍 ， 熱 滲 鍍 ， 熱噴 涂 ， 堆 焊 ， 化 學(xué) 轉(zhuǎn) 化 膜 ， 涂 裝 ， 表 面 彩 色 ，氣 相 沉 積 ， “三 束 ” 改 性 ， 表 面 熱 處 理 ， 形變 強(qiáng) 化 ， 襯 里 等 ， 每

15、 一 類(lèi) 又 可 分 為 一 些 更 細(xì) 的 工 藝 項(xiàng) 目 。 按 表 面 改 質(zhì) 的 目 的 或 性 質(zhì) 可 分 為 ： 表 面 耐 磨 和 減 磨 技 術(shù) ， 表面 耐 蝕 抗 氧 化 技 術(shù) ， 表 面 強(qiáng) 化 （ 提 高 疲 勞 強(qiáng) 度 ） 技 術(shù) ， 表 面裝 飾 技 術(shù) ， 功 能 表 面 技 術(shù) ， 表 面 修 復(fù) 技 術(shù) 。一 、 緒 論 實(shí) 際 上 ， 表 面 技 術(shù) 有 著 廣 泛 的 涵 義 ， 綜 合 來(lái) 看 ， 大 致 上 可 分 為以 下 幾 個(gè) 部 分 ：1） 表 面 改 性 技 術(shù) 表 面 改 性 技 術(shù) 主 要 賦 予 材 料 （ 或 零 部 件 、 元 器

16、 件 ） 表 面 以特 定 的 物 理 、 化 學(xué) 性 能 的 表 面 工 程 技 術(shù) 。 表 面 組 織 轉(zhuǎn) 化 技 術(shù) ； 表 面 涂 鍍 技 術(shù) ； 表 面 合 金 化 和 摻 雜 技 術(shù) 。一 、 緒 論 2） 表 面 微 細(xì) 加 工 技 術(shù) 表 面 微 細(xì) 加 工 技 術(shù) 主 要 指 在 材 料 表 面 （ 不 大 于 100m） 區(qū) 域 內(nèi) 進(jìn) 行 各 種 形狀 或 尺 寸 的 精 密 、 微 細(xì) 加 工 ， 使 其 成 為 具 有 各 種 功 能 的 元 器 件 （ 或 零 部 件 ） 的 技術(shù) 。3） 表 面 加 工 三 維 成 型 技 術(shù) 快 速 原 型 制 造 表 面 加

17、工 三 維 成 型 技 術(shù) 主 要 指 通 過(guò) 計(jì) 算 機(jī) 控 制 ， 在 材 料 表 面 不 斷 實(shí) 現(xiàn) 特 定 形狀 的 涂 鍍 加 工 與 堆 積 ， 形 成 三 維 零 部 件 （ 或 元 器 件 ） 的 快 速 原 型 制 造 技 術(shù) 。4） 表 面 合 成 新 材 料 技 術(shù) 表 面 合 成 新 材 料 技 術(shù) 主 要 指 采 用 特 定 的 表 面 工 程 技 術(shù) ， 在 材 料 表 面 合 成 常 規(guī) 工藝 方 法 無(wú) 法 獲 得 的 新 材 料 ， 或 者 利 用 材 料 的 表 面 加 工 過(guò) 程 獲 得 全 新 材 料 的 工 藝 。一 、 緒 論 16/120 l 一

18、、 緒 論l 二 、 表 面 熱 處 理l 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù)目 錄 u1.表 面 淬 火 技 術(shù) 的 原 理 與 特 點(diǎn)u2.表 面 淬 火 層 的 組 織 與 性 能u3.分 類(lèi) 二 、 表 面 熱 處 理 v 在 表 面 工 程 技 術(shù) 中 ， 不 需 要 外 加 其 他 材 料 ， 主 要 依 靠 材 料 自 身 組 織 與 結(jié) 構(gòu) 轉(zhuǎn) 變 來(lái)進(jìn) 行 表 面 改 性 的 工 藝 主 要 有 兩 類(lèi) ： 一 類(lèi) 是 表 面 淬 火 與 退 火 技 術(shù) ， 另 一 類(lèi) 就 是 表 面 形 變 強(qiáng)化 技 術(shù) 。 主 要 介 紹 表 面 淬 火 技 術(shù) 的 基 本 原 理

19、和 特 點(diǎn) 。1、 鐵 碳 合 金 相 圖2、 鋼 的 普 通 熱 處 理 包 括 哪 些 工 藝 ?正 火 、 退 火 、 淬 火 和 回 火 ， 統(tǒng) 稱(chēng) “ 四 把 火 ” 。3、 什 么 是 調(diào) 質(zhì) ？ 調(diào) 質(zhì) 處 理 后 鋼 的 組 織 和 性 能 怎 樣 ？淬 火 后 高 溫 回 火 的 復(fù) 合 熱 處 理 工 藝 稱(chēng) 調(diào) 質(zhì) 。調(diào) 質(zhì) 后 的 組 織 為 回 火 索 氏 體 ， 具 有 綜 合 力 學(xué) 性 能 。4、 什 么 是 鋼 的 淬 透 性 ？ 鋼 在 淬 火 條 件 下 得 到 M組 織 或 淬 透 層 深 度 的 能 力 ， 是 鋼 的 固 有 屬 性 。 二 、 表

20、面 熱 處 理 1 表 面 淬 火 技 術(shù) 的 原 理 與 特 點(diǎn)原 理v 采 用 特 定 熱 源 將 鋼 鐵 材 料 表 面 快 速 加 熱 到 Ac3（ 對(duì) 亞 共 析 鋼 ） 或 者 Ac1（ 過(guò) 共 析 鋼 ）之 上 ， 然 后 使 其 快 速 冷 卻 并 發(fā) 生 馬 氏 體 相 變 ， 形 成 表 面 強(qiáng) 化 層 的 工 藝 過(guò) 程 ， 稱(chēng) 為 表 面 淬 火技 術(shù) 。 不 僅 僅 是 鋼 鐵 ， 凡 是 能 通 過(guò) 整 體 淬 火 強(qiáng) 化 的 金 屬 材 料 ， 都 可 以 進(jìn) 行 表 面 淬 火 。v 原 則 上 ， 碳 的 質(zhì) 量 分 數(shù) 在 0.35 1.20 的 中 、 高

21、 碳 鋼 及 基 體 相 當(dāng) 于 碳 鋼 的 普 通 灰 鑄 鐵 、球 墨 鑄 鐵 、 可 鍛 鑄 鐵 、 合 金 鑄 鐵 均 可 以 實(shí) 現(xiàn) 表 面 淬 火 ， 但 中 碳 鋼 與 球 墨 鑄 鐵 最 適 合 于 表 面淬 火 的 材 料 。 這 是 由 于 中 碳 調(diào) 質(zhì) 鋼 經(jīng) 過(guò) 預(yù) 先 熱 處 理 （ 正 火 或 調(diào) 質(zhì) ） ， 再 進(jìn) 行 表 面 淬 火 ， 即可 以 保 證 心 部 有 較 高 的 綜 合 力 學(xué) 性 能 ， 又 使 表 面 具 有 較 高 的 硬 度 （ 50HRC） 和 耐 磨 性 。 二 、 表 面 熱 處 理 為 解 決 工 件 不 同 厚 度 處 表 面

22、 硬 化 層 不 均 勻 ， 開(kāi) 發(fā) 出 低 淬 透 性 鋼 和 限 制 淬透 性 鋼 。低 淬 透 性 鋼 是 通 過(guò) 提 高 鋼 中 碳 的 質(zhì) 量 分 數(shù) 來(lái) 提 高 鋼 的 強(qiáng) 度 及 耐 磨 性 ，同 時(shí) 嚴(yán) 格 控 制 鋼 中 合 金 元 素 的 含 量 以 降 低 鋼 材 的 淬 透 性 ， 表 面 淬 火 后 ，其 硬 化 層 可 控 制 在 1.52.5mm范 圍 內(nèi) 。限 制 淬 透 型 鋼 則 是 在 低 淬 透 性 鋼 基 礎(chǔ) 上 適 當(dāng) 提 高 了 增 加 淬 透 性 元 素 ，并 加 入 鈦 （ 質(zhì) 量 分 數(shù) 0.06 0.12 ） ， 以 阻 礙 奧 氏 體 晶

23、 粒 的 長(zhǎng) 大 。 二 、 表 面 熱 處 理 特 點(diǎn)表 面 淬 火 時(shí) 加 熱 與 冷 卻 速 度 很 快 , 使 得 與 普 通 淬 火 技 術(shù) 有 較 大 區(qū) 別 ， 主 要 體 現(xiàn) 在 ：v 在 相 變 溫 度 、 組 織 和 性 能 上 存 在 差 異 :加 熱 速 度 快 ： 使 得 Ac3與 Accm相 變 溫 度 大 幅 度 提 高 ;使 奧 氏 體 晶 粒 顯 著 細(xì) 化 。 加 熱 速度 很 高 時(shí) ， 甚 至 產(chǎn) 生 無(wú) 擴(kuò) 散 奧 氏 體 相 變 。冷 卻 速 度 快 ： 使 得 表 面 淬 火 硬 度 比 普 通 淬 火 后 要 高 。v 快 速 加 熱 條 件 下

24、 滲 碳 體 難 以 充 分 溶 解 ， 形 成 奧 氏 體 成 分 也 相 當(dāng) 不 均 勻 。不 均 勻 的 奧 氏 體 實(shí) 際 上 包 含 :未 熔 碳 化 物 、 高 碳 偏 聚 區(qū) (原 珠 光 體 區(qū) )和 貧 碳 區(qū) (鐵 素 體 區(qū) )，在 淬 火 過(guò) 程 中 形 成 低 碳 馬 氏 體 區(qū) 和 高 碳 馬 氏 體 區(qū) ， 造 成 顯 微 硬 度 不 均 勻 。 所 以 表 面 淬 火 處 理 常 需 要 進(jìn) 行 預(yù) 先 熱 處 理 ， 使 碳 化 物 或 自 由 鐵 素 體 均 勻 、 細(xì) 小 地 分 布 。 二 、 表 面 熱 處 理 2.表 面 淬 火 層 的 組 織 與

25、性 能l （ 1） 表 面 淬 火 層 的 組 織表 面 淬 火 后 的 金 相 組 織 與 加 熱 溫 度 沿 試 樣 橫 截 面 分布 有 關(guān) .一 般 分 為 :v 淬 硬 區(qū) ;v 過(guò) 渡 區(qū) ;v 心 部 組 織 。1 45鋼 ; 2 T8鋼 ; 硬 化 區(qū) ; 淬 硬 區(qū) ; 過(guò) 渡 區(qū) ; 心 部 表 面 淬 火 后 組 織 與 硬 度 的 分 布 二 、 表 面 熱 處 理 l （ 2） 表 面 淬 硬 層 的 性 能v 正 常 情 況 下 ， 表 面 淬 火 層 硬 度 一 般 比 普 通 淬 火 工 藝 高 2 5HRC,淬 火 后工 件 耐 磨 性 也 比 普 通 淬 火

26、 要 好 。 這 主 要 是 因 為 表 面 淬 火 冷 卻 速 度 比 常 規(guī) 淬 火快 得 多 ， 奧 氏 體 晶 粒 的 細(xì) 化 。v 此 外 ， 表 面 淬 火 還 可 在 零 件 表 面 產(chǎn) 生 壓 應(yīng) 力 ， 抑 制 裂 紋 的 萌 生 和 擴(kuò) 展 過(guò)程 ， 能 大 幅 提 高 軸 類(lèi) 零 件 疲 勞 強(qiáng) 度 ， 降 低 缺 口 敏 感 性 。 二 、 表 面 熱 處 理 l （ 3） 表 面 淬 火 分 類(lèi)依 據(jù) 表 面 淬 火 的 熱 源 不 同 ， 可 分 為 :v 感 應(yīng) 加 熱 淬 火v 火 焰 淬 火v 激 光 淬 火v 電 子 束 淬 火v 電 阻 加 熱 表 面 淬

27、 火 二 、 表 面 熱 處 理 F感 應(yīng) 加 熱 淬 火原 理 -集 膚 效 應(yīng)v 感 應(yīng) 線 圈 通 交 流 電 ， 工 件 內(nèi) 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 流 ，并 在 工 件 內(nèi) 自 成 回 路 ， 稱(chēng) 為 “ 渦 流 ” 。v 渦 流 的 分 布 是 不 均 勻 的 ， 表 面 電 流 密 度 最 大 ，心 部 電 流 密 度 幾 乎 為 零 。v 由 于 鋼 本 身 具 有 電 阻 ， 集 中 于 工 件 表 面 的 渦流 ， 幾 秒 種 可 使 工 件 表 面 溫 度 升 至 8001000 ，而 心 部 溫 度 仍 接 近 室 溫 ， 隨 即 噴 水 (合 金 鋼 浸 油 )快 速 冷

28、 卻 后 ， 達(dá) 到 表 面 淬 火 目 的 。 二 、 表 面 熱 處 理 v 感 應(yīng) 加 熱 淬 火 加 工 工 藝預(yù) 先 調(diào) 質(zhì) 處 理 確 定 加 熱 溫 度 與 加 熱 方 式 選 擇 比 功 率 設(shè) 計(jì) 感 應(yīng) 加 熱 器 確 定 冷 卻 方式 與 冷 卻 介 質(zhì) 制 定 回 火 工 藝 參 數(shù) 預(yù) 先 調(diào) 質(zhì) 處 理 的 目 的 是 為 感 應(yīng) 加 熱 淬 火 作 好 準(zhǔn) 備 ,同 時(shí) 也 使 工 件 在 整 個(gè) 截 面 上 具備 良 好 的 力 學(xué) 性 能 。 工 件 的 加 熱 溫 度 對(duì) 淬 硬 層 性 能 影 響 很 大 。 感 應(yīng) 加 熱 淬 火 時(shí) 存 在 一 最 佳

29、 溫 度 范 圍 , 所 得 到 的 強(qiáng) 度 與 硬 度 可 比 普 通 淬 火 高 23HRC。 比 功 率 (單 位 面 積 上 供 給 的 電 功 率 ) 高 頻 淬 火 時(shí) ， 比 功 率 對(duì) 工 件 的 淬 火 加 熱 過(guò) 程 有 重 要 的 影 響 。 當(dāng) 工 件 尺 寸 一 定 時(shí) ， 比 功 率 越 大 ， 加 熱 速 度 越 快 ， 工 件 表 面 能 達(dá) 到 的 溫 度 越 高 ； 比 功 率 太 低 將 導(dǎo) 致 加 熱 不 足 ， 加 熱 層 深 度 增 大 ， 過(guò) 渡 區(qū) 增 大 。 比 功 率 的 大 小 要 綜 合 考 慮 淬 硬 層 深 度 和 淬 火 區(qū) 溫 度

30、 來(lái) 確 定 。 二 、 表 面 熱 處 理 加 熱 方 式同 時(shí) 加 熱 :通 電 時(shí) 工 件 需 硬 化 的 表 面 同 時(shí) 加 熱 ;連 續(xù) 加 熱 :加 熱 過(guò) 程 中 感 應(yīng) 器 與 工 件 的 相 對(duì) 移 動(dòng) 使 工 件 表 面 逐 漸 加 熱 。同 時(shí) 加 熱 二 、 表 面 熱 處 理 淬 火 介 質(zhì) 生 產(chǎn) 上 一 般 為 水 ， 常 采 用 噴 射 冷 卻 法 ， 通 過(guò) 調(diào) 節(jié) 噴 射 壓 力 、 溫 度 與 時(shí) 間 來(lái)控 制 冷 速 。 淬 火 后 進(jìn) 行 回 火 感 應(yīng) 加 熱 淬 火 后 進(jìn) 行 回 火 ， 回 火 溫 度 一 般 較 低 ， 以 使 淬 硬 層 保

31、 持 有 一 定 的殘 余 應(yīng) 力 。 二 、 表 面 熱 處 理 v 表 面 感 應(yīng) 加 熱 淬 火 優(yōu) 缺 點(diǎn) 是 迄 今 為 止 國(guó) 內(nèi) 外 使 用 最 為 普 遍 的 表 面 淬 火 技 術(shù) ,但 存 在 如 下 局 限 性 ： 與 普 通 淬 火 相 比 ， 設(shè) 備 成 本 較 高 ； 感 應(yīng) 加 熱 時(shí) ， 容 易 使 零 件 尖 角 棱 邊 處 過(guò) 熱 ， 即 導(dǎo) 致 “ 尖 角 效 應(yīng) ” ； 對(duì) 形 狀 復(fù) 雜 零 件 而 言 ， 難 以 保 證 所 有 表 面 淬 火 后 都 能 獲 得 均 勻 的 硬 化 層 。 二 、 表 面 熱 處 理 F火 焰 加 熱 表 面 淬

32、火 原 理 -將 高 溫 火 焰 或 燃 燒 著 的 熾 熱 氣 體 噴 向 工 件 表 面 ， 使 其 迅 速 加 熱 到 淬 火 溫度 ， 在 一 定 淬 火 介 質(zhì) 中 冷 卻 的 表 面 淬 火 方 法 。 二 、 表 面 熱 處 理 v 火 焰 加 熱 表 面 淬 火 工 藝 表 面 淬 火 常 用 火 焰 乙 炔 氧 火 焰 (最 高 溫 度 3200 ) 煤 氣 氧 火 焰 (最 高 溫 度 2000 ) 加 熱 前 熱 處 理火 焰 加 熱 前 要 對(duì) 工 件 進(jìn) 行 正 火 或 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 防 止 過(guò) 燒 和 受 熱 不 足 如 何 控 制 工 件 表 面 溫 度 、

33、 加 熱 速 度 和 深 度 通 過(guò) 控 制 燃 燒 火 焰 溫 度 ， 停 留 時(shí) 間 ， 火 焰 與 工 件 相 對(duì) 位 置 、 距 離 ， 以 及 二者 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 速 度 來(lái) 控 制 。 二 、 表 面 熱 處 理 v 火 焰 加 熱 表 面 淬 火 特 點(diǎn) 火 焰 加 熱 速 度 較 慢 ,溫 度 梯 度 較 平 緩 ， 過(guò) 渡 區(qū) 較 寬 ; 生 產(chǎn) 效 率 低 ; 淬 硬 層 均 勻 性 較 差 ， 質(zhì) 量 較 難 控 制 ; 主 要 用 于 單 件 小 批 量 生 產(chǎn) 。 二 、 表 面 熱 處 理 F激 光 淬 火 v 原 理 -以 高 能 量 激 光 束 掃 描 工 件

34、 表 面 ， 使 工 件 表 面 快 速 加 熱 到 鋼 的 臨 界 點(diǎn) 以 上 ， 利 用工 件 基 體 的 熱 傳 導(dǎo) 實(shí) 現(xiàn) 自 冷 淬 火 ， 實(shí) 現(xiàn) 表 面 相 變 硬 化 。v 激 光 加 熱 速 度 極 快 (105 106 /s)， 過(guò) 熱 度 大 ， 來(lái) 不 及 擴(kuò) 散 均 勻 化 ， 奧 氏 體 內(nèi) 碳 及 合金 濃 度 不 均 勻 性 增 大 ;v 隨 后 的 快 冷 (104 /s)中 不 同 微 區(qū) 內(nèi) 馬 氏 體 形 成 溫 度 有 很 大 差 異 ， 產(chǎn) 生 細(xì) 小 馬 氏 體 組織 ， 同 時(shí) 殘 余 奧 氏 體 量 增 加 ， 碳 來(lái) 不 及 擴(kuò) 散 ， 使

35、過(guò) 冷 奧 氏 體 碳 含 量 增 加 。v 工 件 表 層 獲 得 極 細(xì) 小 板 條 M和 孿 晶 M混 合 組 織 ， 位 錯(cuò) 密 度 極 高 ， 表 層 硬 度 提 高 顯 著 ， 即 使 低 碳 鋼 也 能 提 高 硬 度 。 二 、 表 面 熱 處 理 v 激 光 淬 火 工 藝 激 光 加 熱 表 面 淬 火 無(wú) 需 冷 卻 介 質(zhì) ， 為 自 冷 淬 火 ; 激 光 加 熱 表 面 淬 火 最 佳 的 原 始 組 織 是 調(diào) 質(zhì) 組 織 ; 表 面 需 預(yù) 先 做 “ 黑 化 ” 處 理 (如 磷 化 、 氧 化 、 噴 刷 涂 料 、 鍍 膜 等 )， 以 提 高 對(duì) 激 光

36、 束 的吸 收 率 ， 如 磷 化 氧 化 噴 刷 涂 料 鍍 膜 等 ; 淬 硬 層 深 度 由 激 光 功 率 ， 光 斑 直 徑 ， 掃 描 速 度 共 同 決 定 。( )PH Dv 二 、 表 面 熱 處 理 v 激 光 淬 火 特 點(diǎn) 硬 化 層 深 度 為 0.11mm， 且 硬 度 一 致 。 即 使 表 面 磨 去 ,新 接 觸 面 硬 度 值 并 未下 降 ， 不 會(huì) 發(fā) 生 淬 火 層 磨 損 后 ， 磨 損 加 劇 的 現(xiàn) 象 ,耐 磨 性 提 高 了 50%， 工 件 使用 壽 命 提 高 幾 倍 十 幾 倍 ; 淬 火 后 零 件 變 形 極 小 ， 表 面 質(zhì) 量

37、 很 高 ,特 別 適 用 于 拐 角 、 溝 槽 、 盲 孔 底 部 及深 孔 內(nèi) 壁 的 熱 處 理 ; 設(shè) 備 投 資 大 ， 生 產(chǎn) 成 本 較 高 。 二 、 表 面 熱 處 理 F激 光 表 面 熔 凝 技 術(shù)v 原 理 -激 光 束 加 熱 熔 化 基 材 表 面 , 激 光 束 移 開(kāi) 后 熔 化 層 快 速 冷 卻 凝 固 液 相 淬 火 法 。v 熔 凝 層 組 織 為 鑄 態(tài) 組 織 :沿 深 度 方 向 為 熔 凝 層 、 相 變 硬 化 層 、 熱 影 響 區(qū) 、 基 材 。 激 光 熔 凝 處 理 后 橫 截 面 組 織 示 意 圖 二 、 表 面 熱 處 理 v

38、激 光 表 面 熔 凝 應(yīng) 用 激 光 熔 凝 特 別 適 于 灰 口 鑄 鐵 和 球 墨 鑄 鐵 表 面 強(qiáng) 化 ,因 為 熔 凝 時(shí) 石 墨 與 鐵 基 體 混 合 ， 形成 高 含 碳 白 口 鑄 鐵 ， 顯 微 硬 度 可 達(dá) 10001100HV。 激 光 熔 凝 可 以 得 到 非 晶 層 ， 大 大 提 高 表 面 耐 磨 性 、 耐 蝕 性 。 如 激 光 快 速 熔 凝 Ni-P合金 。 激 光 熔 凝 Ni基 高 溫 合 金 單 晶 體 ， 可 以 得 到 細(xì) 小 等 軸 晶 ， 改 善 表 面 的 抗 高 溫 蠕 變 性 能 。 二 、 表 面 熱 處 理 優(yōu) 點(diǎn) -可

39、對(duì) 無(wú) 法 通 過(guò) 相 變 硬 化 進(jìn) 行 表 面 強(qiáng) 化 的 材 料 進(jìn) 行處 理 。 如 鋁 合 金 。F激 光 沖 擊 淬 火 技 術(shù) 原 理 -采 用 高 功 率 密 度 激 光 束 (107W/cm2以 上 )在 極 短 時(shí) 間 內(nèi) (1ms)加 熱 基 材 表 面 ， 使 表 面局 部 劇 烈 蒸 發(fā) ， 產(chǎn) 生 高 達(dá) 105大 氣 壓 壓 力 ， 導(dǎo) 致 塑 性 變 形 ， 形 成 高 密 度 位 錯(cuò) 、 孿 晶 。缺 點(diǎn) -所 需 能 量 密 度 過(guò) 高 ， 加 工 成 本 太 高 ， 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 受到 限 制 。 二 、 表 面 熱 處 理 v 電 子 束 淬 火 原

40、理 與 激 光 淬 火 非 常 相 似 ， 也 不 需 要 淬火 介 質(zhì) ， 工 件 對(duì) 電 子 束 的 吸 收 率 一 般 比 激 光 束 的 吸 收率 要 大 得 多 ， 淬 硬 層 深 度 也 高 于 激 光 淬 火 。F電 子 束 淬 火原 理 -采 用 高 能 密 度 電 子 束 對(duì) 材 料 表 面 進(jìn) 行 相 變 硬 化 。v 電 子 束 淬 火 必 須 在 真 空 環(huán) 境 下 進(jìn) 行 ， 大 大 限 制 了 其使 用 范 圍 。 現(xiàn) 在 已 逐 漸 被 激 光 淬 火 取 代 ， 很 少 運(yùn) 用 。 陰 極控 制 柵 極加 速 陽(yáng) 極聚 焦 系 統(tǒng)電 子 束 斑 點(diǎn)工 件工 作

41、臺(tái)電 子 束 加 工 示 意 圖 二 、 表 面 熱 處 理 F電 阻 加 熱 表 面 淬 火 原 理 -在 工 件 中 通 以 低 壓 大 電 流 ， 利 用 工 件 表 面 或 緊 靠 工 件 表 面 的 周 圍 介 質(zhì) 中 形 成 高 電 阻而 產(chǎn) 生 的 熱 效 應(yīng) 將 工 件 表 面 快 速 加 熱 到 相 變 溫 度 之 上 并 淬 火 的 工 藝 方 法 。v 根 據(jù) 焦 耳 楞 次 定 律 (Q=I2Rt)， 利 用 鋼 絲本 身 的 電 阻 效 應(yīng) ， 通 過(guò) 可 控 硅 整 流 將 交 流 電變 為 直 流 電 。 可 移 動(dòng) 小 車(chē) 上 的 鉛 槽 接 正 極 ，軋 機(jī)

42、本 身 接 負(fù) 極 ， 正 負(fù) 極 之 間 的 鋼 絲 在 低 電壓 大 電 流 的 作 用 下 被 加 熱 到 軋 制 溫 度 ， 通 過(guò)軋 機(jī) 軋 制 得 到 所 需 的 產(chǎn) 品 。 二 、 表 面 熱 處 理 v 分 類(lèi) ： 電 接 觸 加 熱 法 ， 靠 金 屬 導(dǎo) 體 相 互 接 觸 時(shí) 形 成 的 高 接 觸 電 阻 來(lái) 加 熱 ； 電 解 液 加 熱 表 面 淬 火 。 v 特 點(diǎn) ： 電 阻 加 熱 表 面 淬 火 技 術(shù) 的 共 同 特 點(diǎn) 是 工 藝 簡(jiǎn) 單 ， 設(shè) 備 費(fèi) 用 低 ，工 件 變 形 小 。 缺 點(diǎn) 是 淬 硬 層 薄 ， 對(duì) 形 狀 復(fù) 雜 、 尺 寸 很

43、 大 的 工 件 不 宜 采 用 。 二 、 表 面 熱 處 理 42/120 l 一 、 緒 論l 二 、 表 面 熱 處 理l 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù)目 錄 u1.表 面 形 變 強(qiáng) 化 概 述 u2.噴 丸 強(qiáng) 化 工 藝 u3.滾 壓 強(qiáng) 化 工 藝 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) 1 表 面 形 變 強(qiáng) 化 概 述定 義 -通 過(guò) 機(jī) 械 手 段 (滾 壓 、 內(nèi) 擠 壓 和 噴 丸 等 )在 金 屬 表 面 產(chǎn) 生 壓縮 變 形 ， 使 表 面 形 成 形 變 硬 化 層 (此 形 變 硬 化 層 的 深 度 可 達(dá)0.51.5mm)， 從 而 使 表 面

44、層 硬 度 、 強(qiáng) 度 提 高 。分 類(lèi) -主 要 有 噴 (拋 )丸 、 滾 壓 工 藝 。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) 2.噴 丸 強(qiáng) 化 工 藝原 理 -將 高 速 彈 丸 流 噴 射 到 工 件 表 面 ,使 工 件 表 層 發(fā) 生 塑 性 變 形 ,從 而 形 成 一 定 厚 度 強(qiáng) 化 層 。v 噴 丸 一 方 面 使 工 件 表 面 外 形 變化 ， 同 時(shí) 產(chǎn) 生 大 量 孿 晶 和 位 錯(cuò) ， 使材 料 表 面 發(fā) 生 加 工 硬 化 。v 工 件 表 面 強(qiáng) 化 層 內(nèi) 存 在 殘 余 壓應(yīng) 力 ， 當(dāng) 工 件 承 受 載 荷 時(shí) 可 以 抵 消一 部 分 拉

45、應(yīng) 力 ， 從 而 降 低 工 件 表 面缺 口 敏 感 性 ， 提 高 疲 勞 強(qiáng) 度 。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) 特 點(diǎn) - 操 作 簡(jiǎn) 單 ； 耗 能 少 ； 效 率 高 ； 適 應(yīng) 面 廣 。分 類(lèi) - 機(jī) 械 噴 丸 ； 激 光 噴 丸 ； 高 壓 水 射 流 噴 丸 ； 微 粒 沖 擊 ； 超 聲 /高 能 噴 丸 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) F （ 1） 機(jī) 械 噴 丸 分 類(lèi) -彈 丸 驅(qū) 動(dòng) 方 式 分 為 葉 輪 式 和 壓 縮 空 氣 式 兩 大 類(lèi) 。彈 丸 選 擇 -使 用 的 彈 丸 有 鑄 鐵 丸 、 鑄 鋼 丸 、 不 銹 鋼 丸 、

46、 鋼 絲 切 割 丸 、 玻璃 丸 、 陶 瓷 丸 。 彈 丸 選 擇 :綜 合 考 慮 工 件 工 藝 要 求 ， 變 形 深 度 ， 殘 余 應(yīng)力 值 ， 表 面 粗 糙 度 。特 點(diǎn) -機(jī) 械 噴 丸 應(yīng) 用 廣 泛 ， 但 也 存 在 局 限 :(a)受 零 件 凹 槽 部 位 限 制 產(chǎn) 生噴 丸 死 角 ； (b)受 表 面 粗 糙 度 的 限 制 ； (c)受 環(huán) 境 污 染 的 限 制 。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) F （ 2） 激 光 噴 丸 原 理 -短 脈 沖 強(qiáng) 激 光 作 用 于 金 屬 表 面 ， 吸 收 激 光 能 量 汽 化 形 成 等 離 子體

47、而 急 劇 爆 炸 ， 產(chǎn) 生 沖 擊 波 引 起 應(yīng) 力 ， 當(dāng) 應(yīng) 力 超 過(guò) 屈 服 強(qiáng) 度 時(shí) ， 金屬 表 面 發(fā) 生 塑 變 ， 并 使 表 層 下 彈 性 變 形 難 以 恢 復(fù) ， 產(chǎn) 生 殘 余 壓 應(yīng) 力 。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) 特 點(diǎn) -(a)光 斑 大 小 可 調(diào) ， 可 對(duì) 狹 小 空 間 噴 丸 ; (b)激 光 脈 沖 參 數(shù) 和 作 用 區(qū) 域 可 精 確 控 制 ， 殘 余 壓 應(yīng) 力 大 小 、 層深 度 精 確 可 控 ; (c)形 成 的 殘 余 應(yīng) 力 、 層 深 度 比 機(jī) 械 噴 丸 更 大 ; (d)零 件 表 面 形 成 的

48、 沖 擊 坑 淺 ;(e)適 用 范 圍 廣 (碳 鋼 、 合 金 鋼 、 不 銹 鋼 、 可 鍛 鑄 鐵 、 球 墨 鑄 鐵 、鋁 合 金 、 鎳 基 高 溫 合 金 )。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) F （ 3） 高 壓 水 射 流 噴 丸 原 理 -將 高 壓 水 射 流 噴 射 到 零 件 表 面 ， 使 零 件 表 層 產(chǎn) 生 塑 變 (冷 作 硬 化層 )， 產(chǎn) 生 理 想 的 組 織 結(jié) 構(gòu) 和 殘 余 應(yīng) 力 分 布 ， 提 高 疲 勞 強(qiáng) 度 。也 可 在 水 射 流 中 加 入 磨 料 (砂 粒 或 玻璃 彈 丸 )， 磨 料 顆 粒 與 水 射 流 共 同 作

49、用 在 材 料 表 面 ， 產(chǎn) 生 殘 余 壓 應(yīng) 力 層 。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) 分 類(lèi) -高 壓 水 射 流 可 以 是 連 續(xù) 的 ， 也 可 以 是 脈 沖 的 。此 外 ， 還 有 高 壓 空 化 水 射 流 強(qiáng) 化 :工 件 和 高 壓 水 噴 嘴 置 于 靜 態(tài) 水 中 ， 高速 水 射 流 噴 出 時(shí) ， 與 靜 態(tài) 水 發(fā) 生 剪 切 作 用 ， 在 液 流 局 部 低 壓 區(qū) 產(chǎn) 生 空 化氣 泡 ， 氣 泡 潰 滅 的 沖 擊 波 和 微 射 流 ， 在 金 屬 表 面 引 起 微 觀 塑 變 ， 形 成 殘余 壓 應(yīng) 力 層 。特 點(diǎn) -(a)容 易

50、 對(duì) 零 件 狹 窄 處 、 深 凹 槽 表 面 進(jìn) 行 強(qiáng) 化 ； (b)受 噴 表 面 粗 糙 度值 增 加 很 小 ， 減 少 了 應(yīng) 力 集 中 ， 提 高 了 強(qiáng) 化 效 果 ； (c)無(wú) 固 體 彈 丸 廢 棄物 ； (d)低 噪 聲 、 無(wú) 塵 ， 有 利 于 環(huán) 保 和 操 作 者 健 康 。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) F （ 4） 微 粒 沖 擊 v 近 年 日 本 研 究 出 微 粒 沖 擊 技 術(shù) 。 微 粒 沖 擊 采 用 的 彈 丸 小 ， 沖 擊 速 度 快 ，硬 度 高 。v 若 要 同 時(shí) 提 高 零 件 表 面 硬 度 、 耐 疲 勞 性 、 耐

51、 磨 性 并 降 低 表 面 粗 糙 度 ， 通常 需 先 后 進(jìn) 行 噴 丸 強(qiáng) 化 、 表 面 研 磨 和 拋 光 處 理 。 采 用 微 粒 沖 擊 則 可 大 大 簡(jiǎn) 化該 處 理 工 序 。v 微 粒 沖 擊 處 理 后 工 件 表 層 硬 度 與 普 通 噴 丸 處 理 的 工 件 表 面 硬 度 相 當(dāng) ， 最大 殘 余 應(yīng) 力 在 表 面 下 100m處 。 但 微 粒 沖 擊 明 顯 降 低 了 工 件 表 面 粗 糙 度 ， 耐磨 性 顯 著 提 高 。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) F （ 5） 超 聲 /高 能 噴 丸 v 對(duì) 傳 統(tǒng) 噴 丸 技 術(shù) 的 改

52、進(jìn) ， 開(kāi) 發(fā) 了 超聲 /高 能 噴 丸 ， 實(shí) 現(xiàn) 了 金 屬 材 料 的 表 面 納米 化 ， 從 而 可 顯 著 提 高 材 料 的 表 面 硬 度 。v 高 能 噴 丸 用 高 壓 空 氣 噴 射 ， 可實(shí) 現(xiàn) 大 于 100 m/s的 高 速 。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) 3. 滾 壓 強(qiáng) 化 工 藝原 理 -利 用 滾 壓 工 具 (滾 輪 、 滾 球 或 滾 軸 )， 對(duì) 零 件 表 面 施 加 一 定 壓 力 ，使 零 件 表 層 金 屬 發(fā) 生 塑 變 ， 提 高 表 面 粗 糙 度 和 硬 度 ， 又 稱(chēng) 無(wú) 屑 加工 。 是 一 種 無(wú) 切 削 加 工 工

53、 藝 ， 表 面 滾 壓 可 顯 著 提 高 零 件 疲 勞 強(qiáng) 度 ,降 低 缺 口 敏 感 性 。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù) 工 藝 -表 面 滾 壓 強(qiáng) 化 特 別 適 用 于 形 狀 簡(jiǎn) 單 的 大 零 件 ， 尤 其 是 尺 寸 突 然 變化 的 結(jié) 構(gòu) 應(yīng) 力 集 中 處 。 v 滾 輪 滾 壓 加 工 可 加 工 平 面 、 圓 柱 面 、 臺(tái) 階 軸 過(guò) 渡 圓 角 、 凹 槽 等 。v 滾 壓 用 滾 輪 數(shù) 有 1、 2、 3。 單 一 滾 輪 只 能 用 于 具 有 足 夠 剛 度 的 工件 ； 若 工 件 較 小 ， 則 需 用 2個(gè) 或 者 3個(gè) 滾 輪 同 時(shí) 進(jìn) 行 滾 壓 。 特 點(diǎn) - 表 面 粗 糙 度 提 高 2 4級(jí) ， 耐 磨 性 提 高 1.5 3倍 ， 滾 壓 后 零 件 使用 壽 命 長(zhǎng) ； 操 作 方 便 ； 效 率 高 ； 凈 潔 無(wú) 污 染 ； 應(yīng) 用 范 圍寬 。 三 、 表 面 形 變 強(qiáng) 化 技 術(shù)