工程摩擦学8表面工程

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1、2021/10/4工程摩擦学基础FundamentalofEngineeringTribology2021/10/48.SurfaceEnginTribology8.1表面工程简介表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，以获得所需要的表面性能的系统工程。1995-SurfaceEngineering.功能薄层厚度一般从几十微米到几毫米，仅占工件整体厚度的几百分之一到几十分之一；但却使工件具有了比基体材料更高的耐磨性

2、、抗腐蚀性和耐高温性能。此外，表面工程的费用低廉，一般只占产品价格的5％-10％．却可以大幅度地提高产品的性能及附加值，从而获得更高的利润。采用表面工程措施的平均效益高达5-20倍以上。英国科技开发中心的调查报告表明：英国主要依靠表面工程而获得产值超过50-200亿英镑。2021/10/48.SurfaceEnginTribology8.1表面工程简介表面工程中的各种表面技术分为两大类型：其一是表面改性，其二是表面涂层。2021/10/48.SurfaceEnginTribology2021/10/48.S

3、urfaceEnginTribology2021/10/48.SurfaceEnginTribology8.2表面改性8.2.1表面淬火主要用于各种齿轮、凸轮、曲轴胫、顶杆、阀门、套筒及轧辊等的表面改性.表面淬火主要是通过快速加热与立即淬火冷却相结合的方法来实现的，即利用快速加热使钢件表面很快地达到淬火的温度，而不待热量传至钢件中心，即迅速予以冷却，如此便可以只使表层被淬硬为马氏体，而中心仍为未淬火组织.表面淬火用钢的含碳量以wc=0.40％-0.50％为宜。如果提高含碳量，则会增加淬硬层脆性，降低心部塑性

4、和韧性，并增加淬火开裂倾向.2021/10/48.SurfaceEnginTribology2021/10/48.SurfaceEnginTribology1)感应加热表面淬火(1)感应加热时，钢的加热速度极大.(2)隐晶马氏体,具有比普通淬火稍高的硬度(高2—3HRC)和较低的脆性，并具有较高的疲劳强度。(3)不易氧化和脱碳，变形也小.(4)淬硬层深度易于控制.2021/10/48.SurfaceEnginTribology1)感应加热表面淬火形状复杂的零件感应器不易制造2021/10/48.Surfac

5、eEnginTribology2)火焰加热表面淬火火馅加热表面淬火的淬硬层深度一般为2-6mm，若要获得更深的淬硬层，往往会引起零件表面严重的过热，且易产生淬火裂纹。材料常用中碳钢如35、45钢以及中碳合金结构钢如40Cr、65Mn等.2021/10/48.SurfaceEnginTribology3)激光表面淬火指碳钢或合金纲在室温下经激光辐照．表层被迅速加热至奥氏体化温度以上，在激光停止辐照后，快速自冷淬火得到马氏体组织的一种工艺方法。采用球墨铸铁制造的汽车曲轴，其圆弧处经表面淬火后，硬度可升高到55—

6、62HBC，耐磨性与疲劳强度也大为提高；采用钢或铸铁制造的凸轮、齿轮、活塞环、缸套、模具等，经激光表面淬火后，大大提高表面硬度与耐磨性。(1)硬度升高(2)改善疲劳性能(3)提高耐磨性能(4)表面残余压应力2021/10/48.SurfaceEnginTribology4)电子束表面淬火电子束表面淬火处理与激光表面淬火相似，只是能量的来源和功率密度不同。2021/10/48.SurfaceEnginTribology8.2.2化学热处理1)概述化学热处理是利用固态扩散使其他元素渗入工作表面的一种热处理工艺，

7、所以又称扩散热处理。2021/10/48.SurfaceEnginTribology8.2.2化学热处理1)概述2021/10/48.SurfaceEnginTribology8.2.2化学热处理1)概述2021/10/48.SurfaceEnginTribology8.2.2化学热处理2)化学热处理的基本过程(1)渗剂中的反应(2)渗剂中的扩散(3)相界面反应(4)金属工件中的扩散(5)金属中的反应2021/10/48.SurfaceEnginTribology8.2.2化学热处理3)金属扩渗金属扩渗是金

8、属化学热处理中常用的一种方法，其基本原理和其他化学热处理相似。渗硼、渗钒、渗钛、渗铌和渗铬等.2021/10/48.SurfaceEnginTribology8.2.2化学热处理3)金属扩渗目前，渗金属的化学热处理工艺，特别是多元共渗工艺，如碳、氮、硼三元共渗，巳在石油机械(如公锥、母锥)、冷作模具(如拉丝模、冷冲模等)领域显示出较大的优越性。可以预见，渗金属方法将会有良好的发展和应用前景。2021/10/48.