40crnimoa复合表面强化及高速磨损性能

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1、第一章绪论合会元素为溶质的基础上构成所需合金层的一种技术。在激光合金化过程中，合金元素快速向熔池扩散，在短时间内可以获得所希望的合会化深度。借助这种方法，可以在样品表面产生预定化学组分、化学性质和微观结构的合会，微观结构的精细程度将取决于凝固的速度。合金化的一种方法是在工件表面涂覆适当的粉末混合物，其中涂覆地方法有两种：一是喷涂悬浮在醇中的粉末混合物以形成松散堆积的涂层；另一种是涂覆悬浮在有机粘结剂中的料浆。合会化的另一种方法是选择合适的保护气体进行气相反应。(4)激光熔覆激光熔覆是用激光将按需要配制的合金粉末熔化，成为熔覆层的主体合会，同时基体金属有一

2、薄层熔化，与之构成冶金结合的表面处理技术。它与激光合金化不同的是基体对表层合金的稀释度为最小，熔覆层具有与基体完全不同的微观结构特征，激光能够把高熔点合金熔化在低熔点的工件上。(5)激光表面非晶化激光表面非晶化是利用激光快速加热和快速冷却的特点，加热材料表面使其熔化，并以大于一定临界冷却速度急冷至低于某一特征温度，以抑制晶体形核和生长，从而获得非晶材料的技术。非晶材料具有晶体材料无与伦比的优越性，表面非晶态合金具有很高的耐磨性能。同时具有特殊的电学、磁学和化学性能，凼此，材料的非晶化是工业界广泛关注的一项新技术。激光表面强化的特点”3：1．处理部位可以任

3、意选择，如深孔壁及深沟底、侧面等特殊部位均可以使用激光进行表面强化处理；2．可以处理形状复杂的工件表面，并能准确的控制处理区域的深度和形状；3．可以得到优质的强化层，输入热量少且热处理变形小；4．能量密度高，表面强化时间短；5，能够自冷，不需要介质，热源洁净，无环境污染；6．可实现表面薄膜和局部淬火，只加工必要部分，不影响基体的机械性能：7．使用激光表面强化处理后，只需少量的表面加工。激光表面强化也存在一些缺点而制约其广泛的应用：激光器受功率限制，且价格较贵，只能取代部分热处理方式，应选择产生经济效益较大的零部件予以应用。职北工业大学顶}学位论叟1．3．

4、2离子注入表面强化处理离子注入技术是在真空中将注入的原子电离成离子，由引出系统引出离子束流使带电离子在强电场下加速，直接注入到置于靶室的固体材料表面，从而形成一定深度离子注入层，同时改变表层的结构和成分，以获得新的性能的表面处理工艺，其优点主要有““”1：1．离子注入可以向金属或合金材料注入任何所需元素，被注入的元素不受合金系统平衡相图中固溶度的限制。使得一些在液态都难以互溶的元素，形成固溶体，如W+注入Cu可以得到l％的固溶体，得到一般方法难以获得的新相。离子注入可以获得过饱和固溶体、化合物和非晶态。通过离子注入能形成化合物，如Ti和C离子分别注入钢，

5、可以在钢表面形成TiC。2．通过检测注入电参数，自由支配注入离子的能量和剂量，能够精确的控制注入元素的数量和深度。3．离子注入的浓度可以很大，与扩散系数无关。处理过程是依赖于离子的高能量，而不是靠热能渗浸到工件表面内，不存在变形问题。4．离子以高速注入工件表面，引起点阵损伤，形成密集的位错网络，使表面获得强化，增加耐磨性和力学性能，而且在表砸上产生压应力。离子注入技术也存在一定局限性。如离子注入的直线性难于处理复杂件，特别是对于小截面的深孔无法处理；离子注入机价格昂贵，维护技术比较复杂等。1．3．3超硬化合物表面涂覆强化处理它是在工件表面涂覆一层或多层超

6、硬化合物，如TiC、VC、NbC、氧化铝等，获得高硬度、高熔点的覆膜，从而来改善工件的性质。实施这种技术的主要方法有：CVD法、PVD法等几种方法““。1．3．3．1化学气相沉积法(C旧)CVD法是将低温下气化的金属盐(通常为金属卤素化合物)与加热到高温的基体接触，通过与碳氢化合物和氢进行反应，在基体表面上沉积所要求的金属或会属阳J化合物。CVD处理设备包括会属卤化物蒸发器、气体供给系统、气体混合装霄、真空6第一章绪论抽气系统、反应炉、温度控制装置、气体流量控制装置和气体净化装置几部分。CVD处理中，温度是最重要的工艺参数，它对沉积速度和深层厚度分布有重

7、要影响。因此，工业CVD设备多采用加热式炉子，炉温分区控制，以保证温度的均匀性。CVD设备应能精确控制气体成分和流量，使得气体消耗量最少。高纯度气体消耗量的多少，直接影响生产成本的高低。CVD的优点是“‘”：(1)镀层化学成分可以变化，从而获得梯度沉积物，或混合镀层：(2)可以控制镀层的密度和纯度：(3)沉积层结合力较强，沉积层硬度高，并且耐磨性能好；(4)操作方便，工艺上重复性能好，适于批量生产。其不足之处有。“：(1)CVD技术是热力学条件决定的热化学过程，一般反应温度多在1000。C以上，限制了CVD的应用范围；(2)其反应排出物污染环境，有害健康

8、。1．3．3．2掬理气相沉积法(PvD)物理气相沉积法(PVD)处理是用物理方法