工程摩擦學8 表面工程

2024/8/8工程摩擦學根底

FundamentalofEngineeringTribology2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.1外表工程簡介2024/8/88.SurfaceEnginTribology

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8.2表面改性2024/8/88.SurfaceEnginTribology

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形狀復雜的零件感應器不易制造2024/8/88.SurfaceEnginTribology

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(1)硬度升高(2)改善疲勞性能(3)提高耐磨性能(4)外表剩余壓應力2024/8/88.SurfaceEnginTribology

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8.2.2化學熱處理1)概述化學熱處理是利用固態(tài)擴散使其他元素滲入工作外表的一種熱處理工藝，所以又稱擴散熱處理。2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.2.2化學熱處理1)概述2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.2.2化學熱處理1)概述2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.2.2化學熱處理2)化學熱處理的根本過程(1)滲劑中的反響(2)滲劑中的擴散(3)相界面反響(4)金屬工件中的擴散(5)金屬中的反響2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.2.2化學熱處理3)金屬擴滲金屬擴滲是金屬化學熱處理中常用的一種方法，其根本原理和其他化學熱處理相似。滲硼、滲釩、滲鈦、滲鈮和滲鉻等.2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.2.2化學熱處理3)金屬擴滲目前，滲金屬的化學熱處理工藝，特別是多元共滲工藝，如碳、氮、硼三元共滲，巳在石油機械(如公錐、母錐)、冷作模具(如拉絲模、冷沖模等)領域顯示出較大的優(yōu)越性。可以預見，滲金屬方法將會有良好的開展和應用前景。2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.2.2化學熱處理3)非金屬擴滲非金屬擴滲根據滲入元素的不同，可分為滲碳、滲氮(氮化)碳、氮共滲(氰化),滲硫等。目前生產中常用的化學熱處理工藝是滲碳、氮化、氰化。滲碳是為了增加鋼表層含碳量和一定的濃度梯度，將鋼件在滲碳介質中加熱和保溫，使碳原子滲入外表的工藝。主要用于汽車齒輪、活塞銷、套筒等。2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層化學和電化學方法化學和電化學方法形成外表涂層的具體方法主要有電鍍和化學鍍兩種。1)電鍍用作耐磨減摩的鍍層主要有硬鉻、松孔鍍、Ni—SiC、Ni—石墨、Ni—PTFE復合鍍層等.由于鉻是摩擦系數(shù)最小的金屬之一,一般來講鍍鉻耐磨性能較好,硬鉻鍍層硬度通常在850—1100HV，而900HV左右的鉻鍍層耐磨性最好。2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層化學和電化學方法1)電鍍2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層化學和電化學方法2)化學鍍含有鍍層金屬離子的溶液在復原劑的作用下，在有催化作用的工件外表上形成鍍層的方法，稱為化學鍍。化學鍍可用在金屬和絕緣體工件上，鎳、鈷、鈀、鉑、銅、金和某些合金鍍層都可用化學鍍獲得。化學鍍層一般具有良好的耐蝕性、耐磨性、鉛焊性及其他特殊的電學或磁學等性能。不同成分的鍍層，其性能變化很大，因此在電子、石油、化工、航空航天、汽車、機械等工業(yè)中獲得了日益廣泛的應用。2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層8.3.2冶金熔合法1)堆焊堆焊是用焊接的方法在零件外表堆敷一層金屬的工藝過程.2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層8.3.2冶金熔合法1)堆焊2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層8.3.2冶金熔合法2)熱噴涂2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層8.3.2冶金熔合法2)熱噴涂2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層氣相沉積(Vapordeposition)1)物理氣相沉積(PVD)(1)真空蒸發(fā)鍍膜(2)濺射鍍膜濺射是指利用氣體放電產生的正離子，在電場作用下加速成為高能離子，撞擊固體外表，進行能量和動量交換后，固體外表的原子或分子在轟擊下離開外表。1)PVD〔PhysicalVaporizingdeposition〕2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層氣相沉積(Vapordeposition)3)物理氣相沉積(PVD)(3)離子鍍(4)分子束外延(MBE)2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層氣相沉積(Vapordeposition)(4)分子束外延(MBE)2024/8/88.SurfaceEnginTribology

8.3外表涂層氣相沉積(Vapordeposition)2)化學氣相沉積(CVD)化學氣相沉積是指利用流經襯底外表的氣態(tài)物料的化學反響，生成固態(tài)物質，在襯底外表形成薄膜的方法。設備、操作簡單;適用于金屬、非金屬及合金等多種膜的制備；薄膜粘附性好；反響所需原材料易獲得；可進行可控雜質摻雜；輻射損傷低，可獲得平滑的沉積外表．且易實現(xiàn)外延；可在常壓和低真鄉(xiāng)下進行。溫度相對較高,反響氣體業(yè)揮發(fā)性氣體常有毒,對襯底的掩模操作困難；沉積速率較低。2)CVD-ChemicalVaporizing

Deposition8.SurfaceEnginTribology

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8.3外表涂層氣相沉積(Vapordeposition)2)化學氣相沉積(CVD)

2)-1MT-CVD〔中溫化學氣相沉積〕8.SurfaceEnginTribology

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8.3外表涂層1)離子注入的根本過程(1)注入離子與基體原子的原子核發(fā)生彈件碰撞、使基體產生離子大角度散射或受到輻射損傷，此過程稱為核碰撞.(2)注入離子與基體內的電子發(fā)生非彈性碰撞，使原子失去或獲得電子而發(fā)生電離或產生x射線，此過程稱為電子碰撞。注入離子在上述屢次碰撞過程后，耗盡白身能量而停止運動．保存在基體表層中。2024/8/88.SurfaceEnginTribology

離子束注入

2)提高材料機械性能的根本原理(1)損傷強化-在一系列的碰撞過程中，外表的原子排列受到強烈損傷，由長程有序變?yōu)槎坛逃行?，甚至使晶體轉變?yōu)榉蔷?。并且，離子注入所產生的大量空位集結在位錯周圍，對位錯產生釘扎作用，從而表層得到進一步的強化。(2)間隙固溶強化-一些非金屬元素如N、C、B，它們的原于半徑小于1A，接近于晶格的某些間隙(如面心立方的八面體間隙或體心立方的四面體間隙)的尺寸,它們在金屬的晶格中處于間隙位置，使晶格產生畸變，阻礙位錯運動，提高外表層的強度和硬度。2024/8/88.SurfaceEnginTribology

離子束注入

2)提高材料機械性能的根本原理(3)偏聚強化-原子往往偏聚在位錯附近，降低位錯能量狀態(tài)。(4)沉淀強化-一些非金屬元素如N、C、B，它們的與基體中其他元素形成化合物,在基體中彌散沉淀析出,提高外表層的強度和硬度。(5)剩余壓應力-由于表層的體積增大受到內部的約束而形成剩余壓應力3)改變材料外表化學性能的原理外表鈍化層,外表惰性層,單相結構表層,外表層非晶化,表層氧化膜致密與增厚.2024/