表面強化的方法(常用的表面強化處理方法)

1.常用的表面強化處理方法有哪些

表面處理是在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學(xué)性能不同的表層的工藝方法。

表面處理的目的是滿(mǎn)足產(chǎn)品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。 下面介紹一些常見(jiàn)的表面處理方法：一.拋光拋光是指利用機械、化學(xué)或電化學(xué)的作用，使工件表面粗糙度降低，以獲得光亮、平整表面的加工方法。

是利用拋光工具和磨料顆粒或其他拋光介質(zhì)對工件表面進(jìn)行的修飾加工。拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，而是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的，有時(shí)也用以消除光澤（消光）。

通常以?huà)伖廨喿鳛閽伖夤ぞ摺伖廨喴话阌枚鄬臃肌⒚珰只蚱じ锆B制而成，兩側用金屬圓板夾緊，其輪緣涂敷由微粉磨料和油脂等均勻混合而成的拋光劑。

拋光時(shí)，高速旋轉的拋光輪（圓周速度在20米/秒以上）壓向工件，使磨料對工件表面產(chǎn)生滾壓和微量切削，從而獲得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可達Ra0.63~0.01微米；當采用非油脂性的消光拋光劑時(shí)，可對光亮表面消光以改善外觀(guān)。針對不同的拋光過(guò)程：粗拋（基礎拋光過(guò)程），中拋（精加工過(guò)程）和精拋（上光過(guò)程），選用合適的拋光輪可以達到最佳拋光效果，同時(shí)提高拋光效率。

二.噴砂利用高速砂流的沖擊作用清理和粗化基體表面的過(guò)程。采用壓縮空氣為動(dòng)力，以形成高速?lài)娚涫鴮娏希ㄣ~礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海南砂）高速?lài)娚涞叫枰幚淼墓ぜ砻妫构ぜ砻娴耐獗砻娴耐獗砘蛐螤畎l(fā)生變化，由于磨料對工件表面的沖擊和切削作用，使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，使工件表面的機械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲勞性，增加了它和涂層之間的附著(zhù)力，延長(cháng)了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和裝飾。

三. 拉絲是通過(guò)研磨產(chǎn)品在工件表面形成線(xiàn)紋，起到裝飾效果的一種表面處理手段。根據拉絲后紋路的不同可分為：直紋拉絲、亂紋拉絲、波紋、旋紋。

表面拉絲處理是通過(guò)研磨產(chǎn)品在工件表面形成線(xiàn)紋，起到裝飾效果的一種表面處理手段。由于表面拉絲處理能夠體現金屬材料的質(zhì)感，所以得到了越來(lái)越多用戶(hù)的喜愛(ài)和越來(lái)越廣泛的應用。

四.陽(yáng)極氧化一種電解氧化過(guò)程，在該過(guò)程中，鋁和鋁合金的表面通常轉化為一層氧化膜，這層氧化膜具有保護性、裝飾性以及一些其他的功能特性。從這個(gè)定義出發(fā)的鋁的陽(yáng)極氧化，只包括生成陽(yáng)極氧化膜這一部分工藝過(guò)程。

將金屬或合金的制件作為陽(yáng)極，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能，如表面著(zhù)色，提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等。

例如鋁陽(yáng)極氧化，將鋁及其合金置于相應電解液（如硫酸、鉻酸、草酸等）中作為陽(yáng)極，在特定條件和外加電流作用下，進(jìn)行電解。陽(yáng)極的鋁或其合金氧化 ，表面上形成氧化鋁薄層 ，其厚度為5~30微米 ，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜可達25~150微米 。

陽(yáng)極氧化后的鋁或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可達250~500千克/平方毫米，良好的耐熱性 ，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜熔點(diǎn)高達2320K ，優(yōu)良的絕緣性 ，耐擊穿電壓高達2000V ，增強了抗腐蝕性能 ，在ω=0.03NaCl鹽霧中經(jīng)幾千小時(shí)不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔，可吸附各種潤滑劑，適合制造發(fā)動(dòng)機氣缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力強可著(zhù)色成各種美觀(guān)艷麗的色彩。

有色金屬或其合金（如鋁、鎂及其合金等）都可進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，這種方法廣泛用于機械零件，飛機汽車(chē)部件，精密儀器及無(wú)線(xiàn)電器材，日用品和建筑裝飾等方面。一般來(lái)講陽(yáng)極都是用鋁或者鋁合金當作陽(yáng)極，陰極則選取鉛板，把鋁和鉛板一起放在水溶液，這里面有硫酸、草酸、鉻酸等，進(jìn)行電解，讓鋁和鉛板的表面形成一種氧化膜。

在這些酸中，最為廣泛的是用硫酸進(jìn)行的陽(yáng)極氧化。工藝流程：?jiǎn)紊u變色：拋光/噴砂/拉絲→除油→陽(yáng)極氧化→中和→染色→封孔→烘干雙色：①拋光/噴砂/拉絲→除油→遮蔽→陽(yáng)極氧化1→陽(yáng)極氧化2 →封孔→烘干②拋光/噴砂/拉絲→除油→陽(yáng)極氧化1 →鐳雕→陽(yáng)極氧化2 →封孔→烘干技術(shù)特點(diǎn)： 1、提升強度，2、實(shí)現除白色外任何顏色。

3、實(shí)現無(wú)鎳封孔，滿(mǎn)足歐、美等國家對無(wú)鎳的要求。

2.什么是表面強化技術(shù)

看不懂題目哎，什么是“現代”？

金屬表面加工技術(shù)主要有： 鍍， 涂， 吹砂， 鈍化， 陽(yáng)極化.

壓鑄模具的表面處理技術(shù)總的來(lái)說(shuō)可以分為以下三個(gè)大類(lèi)：（1）傳統熱處理工藝的改進(jìn)技術(shù)；（2）表面改性技術(shù)，包括表面熱擴滲處理、表面相變強化、電火花強化技術(shù)等；（3）涂鍍技術(shù)，包括化學(xué)鍍等。

飾面石材的表面加工方法主要有：磨光面、亞光面、火燒面、荔枝面、龍眼面、菠蘿面、仿古面、蘑菇面、自然面、石材的表面加工還有其它很多種，比如機切面，拉溝面，盲人面，噴砂面等等

我猜你是想問(wèn)機械加工，那么我告訴你，在機械生產(chǎn)加工過(guò)程中，常見(jiàn)的表面處理工藝有：噴涂 烤漆 電鍍 陽(yáng)極氧化 浸滲 噴油 噴砂

3.表面處理強化技術(shù)：軸承鋼表面強化方法有哪些

軸承零件工作表面和心部在狀態(tài)、結構和性能要求方面是有較大的差別的，而整體熱處理往往使二著(zhù)不能兼顧，材料的潛力也得不到充分發(fā)揮。應用材料表面強化技術(shù)不僅可以較好地解決表面和心部在結構和要求方面的差異，而且還可以進(jìn)一步使表面獲得某些特殊的工作性能，以滿(mǎn)足在特定條件下工作的軸承對工作表面性能的要求。這在現代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展中是非常有意義的。

傳統的表面強化方法，工藝上屬于熱處理的范疇。而近代發(fā)展起來(lái)的激光、電子束、離子束等表面強化方法，不僅將一些高新技術(shù)應用于材料的表面強化，而且在工藝上已經(jīng)超出了傳統的熱處理范疇，形成了新的技術(shù)領(lǐng)域。因此現在的表面強化技術(shù)可以從不同的角度形成多種分類(lèi)方法，按表層強化技術(shù)的物理化學(xué)過(guò)程進(jìn)行分類(lèi)，大致可分為五大類(lèi)：表面變形強化、表面熱處理強化、化學(xué)熱處理強化、表面冶金強化、表面薄膜強化。

1.表面變形強化

通過(guò)機械的方法使金屬表面層發(fā)生塑性變形，從而形成高硬度和高強度的硬化層，這種表面強化方法稱(chēng)為表面變形強化，也稱(chēng)為加工硬化。包括噴丸、噴砂、冷擠壓、滾壓、冷碾和沖擊、爆炸沖擊強化等。這些方法的特點(diǎn)是：強化層位錯密度增高，亞晶結構細化，從而使其硬度和強度提高，表面粗糙度值減小，能顯著(zhù)提高零件的表面疲勞強度和降低疲勞缺口的敏感性。這種強化方法工藝簡(jiǎn)單、效果顯著(zhù)，硬化層和基體之間不存在明顯的界限，結構連貫，不易在使用中脫落。其多數方法已在軸承工業(yè)中得到應用：滾動(dòng)體的表面撞擊強化就是這類(lèi)方法的應用，精密碾壓已成為新的套圈加工和強化方法。

2.表面熱處理強化

利用固態(tài)相變，通過(guò)快速加熱的方法對零件的表面層進(jìn)行淬火處理稱(chēng)為表面熱處理，俗稱(chēng)表面淬火。包括火焰加熱淬火、高（中）頻感應加熱淬火、激光加熱或電子束加熱淬火等。這些方法的特點(diǎn)是：表面局部加熱淬火，工件變形小；加熱速度快，生產(chǎn)效率高；加熱時(shí)間短，表面氧化脫碳很輕微。該方法特別是對提高承受一定沖擊載荷的大型和特大型軸承零件的耐磨性和疲勞強度效果顯著(zhù)。

3.化學(xué)熱處理強化

利用某種元素的固態(tài)擴散滲入，來(lái)改變金屬表面層的化學(xué)成分，以實(shí)現表面強化的方法稱(chēng)為化學(xué)熱處理強化，也稱(chēng)之為擴散熱處理。包括滲硼、滲金屬、滲碳及碳氮共滲、滲氮及氮碳共滲、滲硫及硫氮碳共滲、滲鉻、滲鋁及鉻鋁硅共滲、石墨化滲層等等，種類(lèi)繁多、特點(diǎn)各異。滲入元素或溶入基體金屬形成固溶體，或與其他金屬元素結合形成化合物。總之滲入元素即能改變表面層的化學(xué)成分，又可以得到不同的相結構。滲碳軸承鋼零件的處理工藝和滾針軸承套的表面滲氮強化處理均屬這一類(lèi)強化方法。

4.表面冶金強化

利用工件表面層金屬的重新融化和凝固，以得到預期的成分或組織的表面強化處理技術(shù)稱(chēng)為表面冶金強化。包括表面自溶性合金或復合粉末涂層、表面融化結晶或非晶態(tài)處理、表面合金化等方法。特點(diǎn)是采用高能量密度的快速加熱，將金屬表面層或涂覆于金屬表面的合金化材料熔化，隨后靠自己冷卻進(jìn)行凝固以得到特殊結構或特定性能的強化層。這種特殊的結構或許是細化的晶體組織，也或許是過(guò)飽和相、亞穩相、甚至是非晶體組織，這取決于表面冶金的工藝參數和方法。

滾動(dòng)軸承行業(yè)在微型軸承工作表面做過(guò)激光加熱強化研究，效果良好。

5.表面薄膜強化

應用物理的或化學(xué)的方法，在金屬表面涂覆于基體材料性能不同的強化膜層，稱(chēng)為表面薄膜強化。它包括電鍍、化學(xué)鍍（鍍鉻、鍍鎳、鍍銅、鍍銀等）以及復合鍍、刷鍍或轉化處理等，也包括近年來(lái)發(fā)展較快的高新技術(shù)：如CVD、PVD、P-CVD等氣相沉積薄膜強化方法和離子注入表面強化技術(shù)（也稱(chēng)原子冶金技術(shù)）等等。它們共同的特點(diǎn)是均能在工作表面形成特定性能的薄膜，以強化表面的耐磨性、耐疲勞、耐腐蝕和自潤滑等性能。例如離子注入技術(shù)強化軸承工作表面，能使軸承工作表面的耐磨性、耐蝕性、和抗接觸疲勞性能都得到顯著(zhù)提高，從而使軸承的使用壽命得到成倍的增長(cháng)。

4.金屬表面的覆蓋層強化法有哪些

金屬表面滲層與覆蓋層金相組織圖譜"的書(shū)摘……二、氣相沉積層 氣相沉積是近年來(lái)發(fā)展最快的一種新技術(shù)，它分物理氣相沉積（PVD），和化學(xué)氣相沉積 （CVD），最近又發(fā)展了復合的物理化學(xué)氣相沉積（PCVD）。

物理氣相沉積是利用真空蒸發(fā)、離 子濺射、離子鍍等方法沉積成膜；化學(xué)氣相沉積則是利用鍍層材料的揮發(fā)性化合物氣體分解 或化合的反應產(chǎn)物而沉積成膜；物理化學(xué)氣相沉積即等離子體加化學(xué)氣相沉積。采用這種方 法可以鍍金屬膜、合金膜、陶瓷膜或金剛石膜等。

目前在刀具、模具上用的最多的是沉積一層高硬度、高耐磨及抗腐蝕的TiC、TiN、Al↓2O↓3 或TiCN復合膜。這些鍍層均很薄，實(shí)用厚度一般只有3~7μm。

而在一般機器零件上可達10~20μm。TiN的硬度為1800~2000HV，呈金黃色；TiC的硬度為2500~3200HV，呈暗灰色；Al↓2O↓3的硬度為3000HV，它們與基材之間均具有牢固的冶金結合。

對于機械磨損（低速切削） 來(lái)說(shuō)，抗磨順序依次是TiC>TiCN>TiN>Al↓2O↓3，但對于熱磨損（如高速切削）其抗磨順序正 好相反。氣相沉積不僅可以提高刀具、模具、機件的使用壽命，而且還使產(chǎn)品獲得優(yōu)美的外 觀(guān)色彩。

三、激光和電子束表面合金化層 激光和電子束作為熱源用于材料表面改性，是從70年代開(kāi)始的。由于它們具有能量密度 高、加熱冷卻速度快、熱影響區小、零件改性效果好等高能速表面處理技術(shù)的一切優(yōu)點(diǎn)，而 且又不需要在真空室內進(jìn)行，操作比較靈活，故發(fā)展速度很快。

激光和電子束表面改性技術(shù) 主要包括三種類(lèi)型：即相變硬化處理，熔凝處理和表面合金化與涂敷，本書(shū)著(zhù)重介紹表面合 金化處理及其覆蓋層組織。激光和電子束表面合金化過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)表面冶金過(guò)程，即通過(guò)高密度能束與基材 表面涂層合金相互作用，使其發(fā)生物理冶金和化學(xué)變化，從而達到表面強化的目的。

目前用于鋼件表面合金化的元素和碳化物很多，歸納起來(lái)有W、Cr、Ni、Mo、Co、Ti、Si、B及WC、Cr↓3C↓2、TiC等，可根據工件表面所要求的性能來(lái)選擇和確定。鋼件表面經(jīng)合金化后，其組織狀態(tài)按受熱條件不同分為合金化區，熱影響區（過(guò)熱）和基 材組織三部分。

合金化區一般呈鑄態(tài)技晶狀組織，在馬氏體和殘留奧氏體基體上分布各種共 晶碳化物相，起到強化作用。熱影響區（包括擴散層）一般晶粒比較粗大，有的含Ni、Cr成分 比較高的擴散層，殘留奧氏體量多，馬氏體亦不易顯示，常呈一條白帶處于合金化層底部。

總 之，采用激光表面強化技術(shù)可以在更寬的范圍內改變硬化層的結構與性能。四、熱噴涂和噴焊層 熱噴涂和噴焊技術(shù)作為一種新的表面防護、維修和強化方法在近20年中得到了飛速的發(fā) 展。

所謂熱噴涂就是利用某種熱源（氧乙炔火焰、電弧、等離子弧等）將欲噴涂的材料加熱，借 助氣流把熔化或半熔化的霧狀微粒通過(guò)噴嘴高速?lài)娚涞筋A先經(jīng)過(guò)處理的工件表面上，形成附 著(zhù)牢固的涂層。熱噴涂和噴焊技術(shù)有一系列優(yōu)點(diǎn)：（1）工藝簡(jiǎn)單，用氧乙炔火焰即可工作；（2）選材范圍廣，噴涂材料可以任意配制，不受相圖限制、可用鉆基、鎳基、鐵基、銅 基自熔合金，也可用各種碳化物和氧化物陶瓷（WC、Cr↓3C↓2、TiC、Cr↓2O↓3、Al↓O↓3、TiO↓2等），或各種 高分子材料；（3）實(shí)用性強，不僅可以用來(lái)維修、裝飾產(chǎn)品，而且還可用來(lái)制造不同性能的產(chǎn)品零件 （如耐磨、耐蝕、耐熱、抗振、隔熱、密封、潤滑、絕緣、導電、輻射等），因而得到廣泛的應用。

熱噴涂和噴焊層的組織取決于選用材料的成分和噴涂工藝。以上述自熔合金為例，它們 均含有許多金屬與非金屬元素，如C、B、Si、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、W、Mo、Mn等，所以 噴焊后其覆蓋層的組織很復雜，相很多，形態(tài)各異，很難一一鑒別，只有采用彩色金相、電 子探針、能譜、X射線(xiàn)衍射等分析手段，進(jìn)行綜合分析后才能分辨清楚，詳見(jiàn)第六章。

五、電鍍層 電鍍是金屬防腐的重要手段。近年來(lái)通過(guò)不斷的革新和開(kāi)發(fā)，出現了許多新工藝和新方 法，如：特種電鍍（包括非晶態(tài)電鍍、非金屬電鍍、復合電鍍、合金電鍍、電刷鍍）；化學(xué)鍍（鎳-磷、鎳-硼）；熱滲鍍（包括離子、氣體、液體、固體滲鍍）等。

這些鍍層的出現，使鋼件表面抗腐蝕能 力明顯提高，同時(shí)，還賦予鋼件表面某種特殊功能（如提高耐磨性、導電性、磁性、高溫抗氧化 性等等） 電鍍過(guò)程一般來(lái)說(shuō)，是一個(gè)電化學(xué)的氧化還原過(guò)程，即利用電解的方法使金屬的化合物 還原為金屬，沉積在金屬或非金屬制品表面，形成一層平滑而致密的金屬覆蓋層。由于電鍍 層通常都是在低溫下通過(guò)電沉積的方式形成的（熱滲鍍除外），所以它與基體金屬之間沒(méi)有擴 散關(guān)系，因此也沒(méi)有擴散層，只有一條明顯而平直的分界線(xiàn)，故結合力不如其他工藝好。

第二節 金屬表面滲層和覆蓋層組織特點(diǎn) 金屬表面滲層和覆蓋層的組織具有組分特殊、合金相多、結構復雜、組織超細、層次多、層薄等特點(diǎn)。（1）組分特殊。

表面處理（如激光合金化、熱噴涂、離子注入等）可使零件表面獲得整體材 料和一般熱處理方法很難、甚至無(wú)法得到的超濃度、超飽和固溶體，而且還可獲得各種合金 成分、陶瓷以及高分子材料層。（2）合金相多。

例如化。