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1、第六章 零件表面处理技术,要求：一是要弄清常用的表面处理技术的原理、特点；二是各种表面处理技术的应用范围；三是获得同一或相近的表面特性，可能有多种不同的工艺方法，能从最经济实用的角度进行合理选用。,表面处理的概念,定义：“表里不一”利用现代物理化学、金属学和热处理等学科的边缘性新技术来改变零件表面状况的性质，使之与心部材料进行优化组合，以达到预定性能要求的工艺方法，称为表面处理。,第一节 概述,表面处理的作用：1、可提高零件可靠性、延长使用寿命2、可降低成本、提高经济效益3、可修旧利废零件表面处理的方法：表面强化处理、电镀及表面氧化处理等。,第二节 表面强化处理,一、表面机械强化1、喷丸（1）
2、定义：是利用高速喷射出的砂丸或铁丸，对工件表面进行撞击以提高零件的部分力学性能和改变表面状态的工艺方法。（2）方法：手工操作和机械操作两种。图6l 图62,（3）特点：,工厂广泛采用的一种表面强化工艺，其设备简电、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便，但工作环境较差。（4）作用：喷九广泛用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性等。还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力等。它被广泛用于提高长期服役于高应力工况下金属零件，如飞机引擎压缩机叶片、机身结构件、汽车传动系统零件等的抗疲劳属性。 如需要露天钢结构件的防锈，可先进行喷丸处理，然后刷防锈柒，效果特别好。,2滚、挤
3、压加工,（1）定义：是在常温下利用专门的滚、挤压工具对工件表面施加一定压力，使其产生塑性变形，从而在工件表面形成冷硬层和残余压应力，以提高其硬度和强度的工艺方法。（2）分类按照滚挤压加工的工具的形式来分：滚压加工和挤压加工。（3）原理： 1）滚压加工原理：如图6-3、6-4、6-6,图6-3a)为在车床上滚压外圆的情形：图6-3b)为滚轮式弹性滚压工具：,图6-4a)是在车床上滚压内圆的情形：图6-4b)为滚压内圆所用的多滚柱刚性可调式滚压头：,2）挤压加工的原理：,图6-5a)为推挤加工：一般在压力机上进行，挤压头为钢球。图6-5b)为拉挤加工：通常在拉床上进行，挤压头为带锥度的竹节式拉杆。
4、故挤压加工又称为胀孔加工。,（3）应用：广泛用于零件的表面强化和表面精整加工。（4）工艺特点主要有： 1)降低表面粗糙度Ra值 2)强化被加工表面 3)生产率高 4) 不论何种材料，滚挤压加工都不能修正位置误差。 一般提高尺寸精度不明显；对弹性变形较大的材料，滚挤压加工修正形状误差的能力较差，若材料的弹性变形较小，修正形状误差的能力较强。,思考题：1、滚压加工为什么可以提高工件表面的：1）疲劳强度，2）耐磨性，3）耐腐蚀性，4）光整性？2、提高工件表面的疲劳强度、耐磨性、耐腐蚀性和光整性的总称是什么？,原理:,二、表面电火花强化,应用： 模具、刃具、量具、凸轮、导轨、水轮机、涡轮机叶片的表面强
5、化。,工艺特点如下：,(1)硬化层厚度约为0.010.08mm；(2)当采用硬质合金作工具材料时，硬度可达70 HRC（1100-1400HV）以上或更高；(3)当使用铬锰合金、钨铬钻合金、硬质合金作工具强化45号钢时，其耐磨性比原表层提高22.5倍；(4)用石墨作工具强化的45号钢，用食盐水作腐蚀性试验，其耐腐蚀性提高90。用wc、crMn作工具强化的个锈钢，耐腐蚀性提高35倍；(5)疲劳强度提高2倍左右。,三、表面激光强化 1、定义：利用激光的能量，对金属表面进行强化处理的一种工艺方法。,2、原理：当激光束照射在金属表面时，其能量被吸收并转化为热，由于激光转化为热的速率是金属材料热传导率的
6、数十倍，材料表面所获得的热量来不及向基体扩散，使表面迅速达到相变温度以上。当激光移开表面的瞬间，表面热量很快扩散至基体，即自激冷却产生淬火效应。,3、激光表面强化的工艺特点：,(1)热影响区小，表面变形极小；(2)一般不受工件形状及部位的限制，适应性较强(3)加热与冷却均在正常的空气中进行，不用淬火介质，工件表面清洁，操作简便；(4)淬硬层组织细密，具有较高的硬度(达800 Hv)、强度、韧性、耐磨性及耐腐蚀性也较高；(5)激光淬火后的硬化层较浅，通常为0.3-1.1mm；(6)激光淬火机床费用昂贵，使应用受到定限制。,应用场合： 1),2)表面激光合金化,3)表面激光熔覆,优点：能在低熔点工
7、件上熔覆一层高熔点的合金，并可局部熔覆。具合良好的熔接性；微观结构细致，热影响区小，熔覆层均匀而无缺陷。,第三节 表面电镀与氧化处理,一、电镀定义：是用电解的方法，在金属、非金属基体上沉积所需的金属或合金的过程。实质：是进行装饰性保护或获得某些新的表面性能的种电化学加工技术。形式：槽镀、刷镀、流镀、摩擦电喷镀、脉冲镀等形式。此处仅介绍槽镀和刷镀。,1槽镀,（1）定义：是作为阳极的镀层金属和作为阴极的工件，在装有电解液的电解槽中进行。（2）基本条件：电镀溶液、镀槽和电源。（3）原理：金属材料的”转移”.,(4)常用的电镀层金属材料:铜、锌、锡、铅、镍、镉、金、银等,（5）槽镀工艺流程,2刷镀,（
8、1）定义：也称涂镀或无槽电镀，是在金属工件表面局部快速电化学沉积金属的新技术。（2）原理：,（3）工艺特点： 1)不需要镀槽； 2)刷镀液种类很多； 3)镀层与基体金属的结合力比槽镀的牢固，刷镀速度比槽镀快，镀层厚度（0.0010.005mm）可控性强； 4)因工件与镀笔之间须保持相对运动，故一般需人工操作，很难实现高效率的大批量、自动化生产。（4）应用范围： 1)修复零件磨损表面，恢复其尺寸和几何形状，实施超差品补救。 2)填补零件表面划伤、凹坑、斑蚀、孔洞等缺陷。 3)大型、复杂、单件小批生产的工件表面局部镀防腐层、耐磨层等，以改善表面性能。,二、表面氧化处理,作用：氧化处理能提高工件表面的抗蚀能力，有利于工件残余应力的消除，减少变形，提高工件的光亮程度。方法：化学法和电解法。1、钢铁零件的氧化处理不影响零件的精度，所以前道工序也不需要留加工余量。它常用于工具、武器、仪器和某些机器零件的装饰性保护。也称发蓝（发黑）处理,2铝及其合金的氧化处理,也称阳极氧化法。该工艺有些象槽镀的逆过程： (1)工件为电解电路的阳极； (2)不是将一层材料加到工件表面上，而是进行内部的反应，在工件表面形成一层氧化铝薄膜。,作业,P155-2,
