材料表面处理新技术

受伤的熊儿

1.盐浴氮碳共渗（TUFFTRIDE QPQ）技术
TUFFTRIDE Q工艺是将零件经过简单的预清洗并在空气中预热到350～450℃后，在碱氢酸盐槽中进行氮碳共渗，处理温度通常为580℃，一般保持60～120min，特殊情况下可降低或升高温度。冷却是采用一个氧化型的冷却槽，在350～400℃温度范围内进行，随后用喷流的热水清洗工件。氧化冷却除了冷却速度缓慢，有益于零件的尺寸稳定外，还具有其他益处：①显著提高耐腐蚀性；②零件表面在碱氢酸盐槽中的生成物产生氧化膜；③获得更好的滑动性能。
' z5 t. s% s$ z5 V7 S' S氧化处理后，零件可进行抛光处理（TUFFTRIDE QP）或抛光后再在氧化槽中进行后续处理（TUFFTRIDE QPQ），在后续氧化处理过程中，抛光表面的粗糙度不会发生变化。  
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5 d5 d, @. I: E5 @% n2.离子沉淀金刚石薄膜技术
1 t  d6 a! A6 H" _$ c' \在成品刀具表面沉积一层类金刚石薄膜或在其他基板上沉积一层金刚石薄膜取下后再焊在刀具表面。制备金刚石薄膜的原理是首先制备出离子态碳，然后使其在工件表面重新晶化而得，由于非晶态碳和石墨的存在，实际上多数情况下获得的是类金刚石薄膜。  
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3.热喷涂技术
$ @: x% A4 V9 T  u1 T) I' w3 i 热喷涂是利用热源将喷涂材料加热熔化或软化，靠热源自身的动力或外加的告诉气流，将熔滴雾化或推动熔粒成喷射的粒束，以一定速度喷射到基体表面形成涂层的工艺方法。
7 P8 F# |& K) s9 y 在喷涂过程中或涂层形成后，对金属基体和涂层加热，使涂层在基体表面熔融，并和基体产生扩散或互熔，形成与基材冶金结合的喷焊层，称为热喷熔。
热喷涂的优点：方法多样、涂层广泛、工件不限、工艺简便。  
  
  u4 {" P7 `( x$ }$ O8 z5 S热喷涂种类：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂。  

1）火焰喷涂：  
1 b  \4 e" F5 O3 h$ x  c* u① 普通火焰喷涂：以氧-燃料气体为热源，将喷涂材料加热到熔化或半熔化状态，并以高速气流喷射到经过预处理的基体表面上，形成具有要求性能的涂层。  
9 C4 \0 l2 p+ K+ C4 u$ f- E② 爆炸喷涂：县将一定比例的氧气和乙炔气送入到喷枪内，然后再由另一入口将氮其余喷涂粉末混合送入，在枪内充有一定量的混合气体和粉末候，有电火花塞点火，使氧-乙炔混合发生爆炸，产生热量和压力波。喷涂粉末在获得加速的同时被加热，撞击在工件表面，形成致密的涂层。  
9 }+ ~( u( h  l6 A" v3 a6 H- @③ 超音速火焰喷涂：利用一种特殊火焰喷枪获得高温、高速焰流用来喷涂碳化钨等难熔材料并得到优异性能的喷涂层。
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2 i1 Y% }# C9 }8 v2）电弧喷涂技术  
① 普通电弧喷涂：以电弧为热源，将熔化的金属丝用高速气流雾化，并以高速喷射到工件表面形成涂层的一种工艺。其特点：涂层性能优异、效率高、节能经济、使用安全。  
② 超音速电弧喷涂：是在普通电弧喷涂技术基础上，通过改进电弧喷枪和电源，新开发的一种表面处理技术。他不但具有普通电弧喷涂技术的主要特点，而且由于其喷涂速度的提高，达到并超过音速，从而使涂层质量明显改善，结合强度显著提高，孔隙率大大降低，在耐磨防腐等表面防护，表面处理领域既有明显优于普通电弧喷涂的应用前景。  
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3）等离子喷涂  
: a/ {* ~+ R& L6 Z7 ^6 c以等离子弧为热源的热喷涂。其特点：零件无变形、涂层种类多、工艺稳定。  

4.激光表面改性技术  
/ o: H/ l; U, |1）激光相变硬化：利用激光辐照使铁碳合金材料表层迅速升温并奥氏体化，而基体仍保持冷却状态；光束移去后，奥氏体区靠基体的快速冷却，实现淬火，获得马氏体，达到表面硬化的目的。  
2）激光熔凝硬化（激光晶粒细化）：利用比相变硬化时更高的激光能量，使金属表层快速熔化并造成熔化金属和基体金属之间很大的温度梯度。激光移开后，熔化金属快速凝固，表面获得极细或超细化的组织结构，表面成分偏析减少，表层的缺陷和微裂纹可被熔合。激光熔凝可形成较深的硬化层。  

$ N7 A* h' h! A0 n4 G1 N. o 5. 化学镀技术  
在不通电的情况下，直接将金属或非金属工件浸入低于100℃的化学沉积液中，通过催化的氧化还原反映在工件表面沉积获得非晶态合金的一种新技术。  

6.功能梯度材料（FGM）技术  
) V4 x# O2 Y+ Z! ~4 ]* p- ]+ ?! N材料的微观组成和性能随材料的位置状态呈梯度变化的一种新材料。即把两种互不相容的材料经过梯度过渡而合为一体。  
  
其制备方法主要为：沉积法、喷涂法、烧结法、自蔓延高温合成法、渗透法等。
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