表面工程技术及其应用ppt课件

表面工程技术及其应用表面工程技术及其应用丁丁 彰彰 雄雄武汉理工大学能源与动力工程学院武汉理工大学能源与动力工程学院20132013年年4 4月月1表面工程技术及其应用1表面工程技术及其应用表面工程技术及其应用1.表面工程概述表面工程概述n机械设备的失效方式机械设备的失效方式n表面工程的概念表面工程的概念n表面工程的特点表面工程的特点n表面工程的意义表面工程的意义n表面工程技术的发展表面工程技术的发展n表面工程技术的分类表面工程技术的分类2.表面工程技术的应用表面工程技术的应用2表面工程技术及其应用1.表面工程概述2机械设备的主要的失效方式机械设备的主要的失效方式腐蚀腐蚀：气、水及化学介质的作用使零部件表面：气、水及化学介质的作用使零部件表面产生腐蚀。产生腐蚀。磨损磨损：工件之间的相互运动产生磨损。：工件之间的相互运动产生磨损。氧化氧化：零部件工作在高温中表面会产生氧化。：零部件工作在高温中表面会产生氧化。侵蚀侵蚀：工件因接触高温金属熔体或其它熔体而：工件因接触高温金属熔体或其它熔体而被侵蚀。被侵蚀。疲劳断裂疲劳断裂：工件承受扭转或弯曲等交变载荷作：工件承受扭转或弯曲等交变载荷作用而产生疲劳断裂。用而产生疲劳断裂。3机械设备的主要的失效方式腐蚀：气、水及化学介质的作用使零部件 腐蚀和磨损造成的损失腐蚀和磨损造成的损失各种机电产品的失效中约各种机电产品的失效中约70%是由腐蚀和磨损是由腐蚀和磨损造成的造成的。2002年我国因腐蚀所造成的经济损失达年我国因腐蚀所造成的经济损失达6000亿元，占国民生产总值亿元，占国民生产总值(GDP)的的5%。2006年我国因磨损所造成的经济损失达年我国因磨损所造成的经济损失达9500亿元，占国民生产总值亿元，占国民生产总值(GDP)的的4.5%。国外腐蚀和磨损国外腐蚀和磨损造成损失占国民生产总值造成损失占国民生产总值(GDP)的的4.5%。4 腐蚀和磨损造成的损失4轴流式引风机叶片磨损后的形貌5轴流式引风机叶片磨损后的形貌5油缸拉伤表面油缸拉伤表面(H=3.3m，d=1.12m，W=18t)6油缸拉伤表面(H=3.3m，d=1.12m，W=18t)6脱硫装置浆液循环泵叶轮7脱硫装置浆液循环泵叶轮7浆液循环泵叶轮失效后的形貌8浆液循环泵叶轮失效后的形貌8 浆液循环泵叶轮浆液循环泵叶轮9 浆液循环泵叶轮9 失效后的循环浆液泵叶轮失效后的循环浆液泵叶轮10 失效后的循环浆液泵叶轮10 失效后的循环浆液泵叶轮失效后的循环浆液泵叶轮11 失效后的循环浆液泵叶轮11脱硫装置浆液循环泵口环12脱硫装置浆液循环泵口环12浆液循环泵口环失效后的形貌13浆液循环泵口环失效后的形貌13脱硫装置吸收塔搅拌器叶轮14脱硫装置吸收塔搅拌器叶轮14吸收塔搅拌器叶轮失效后的形貌15吸收塔搅拌器叶轮失效后的形貌15吸收塔搅拌器叶轮失效后的形貌16吸收塔搅拌器叶轮失效后的形貌16吸收塔搅拌器叶轮失效后的形貌17吸收塔搅拌器叶轮失效后的形貌17 腐蚀后的锅炉水冷壁管腐蚀后的锅炉水冷壁管18 腐蚀后的锅炉水冷壁管18图1-4 爆管后的锅炉水冷壁管腐蚀失效的管子及拉杆套管腐蚀失效的管子及拉杆套管19图1-4 爆管后的锅炉水冷壁管腐蚀失效的管子及拉杆套管19不锈钢管爆裂部位的外观全貌20不锈钢管爆裂部位的外观全貌20曲轴及断裂部位21曲轴及断裂部位21磨损后的船舶柴油机曲轴22磨损后的船舶柴油机曲轴22失效后的船舶柴油机气缸套23失效后的船舶柴油机气缸套23已损伤后的船舶柴油机气缸套24已损伤后的船舶柴油机气缸套24已损伤后的船舶柴油机气缸盖25已损伤后的船舶柴油机气缸盖25船舶螺旋桨26船舶螺旋桨26 锅炉水冷壁现场喷涂锅炉水冷壁现场喷涂NiCr合金防腐耐磨涂层合金防腐耐磨涂层27 锅炉水冷壁现场喷涂NiCr合金防腐耐磨涂层27 喷涂防腐耐磨涂层后的水冷壁管喷涂防腐耐磨涂层后的水冷壁管28 喷涂防腐耐磨涂层后的水冷壁管28 超音速火焰喷涂制备纳米超音速火焰喷涂制备纳米WC-12Co防腐耐磨涂层防腐耐磨涂层29 超音速火焰喷涂制备纳米WC-12Co防腐耐磨 HVOF制备纳米制备纳米WC-12Co涂层后的浆液循环泵叶轮涂层后的浆液循环泵叶轮30 HVOF制备纳米WC-12Co涂层后的浆液循环泵叶轮3 防腐处理后的浆液循环泵叶轮防腐处理后的浆液循环泵叶轮31 防腐处理后的浆液循环泵叶轮31表面工程的概念表面工程的概念1.表面工程的概念表面工程的概念:它是指将固体材料表面预处理后，通过它是指将固体材料表面预处理后，通过表面涂覆、表面涂覆、表面改性表面改性或或多种表面技术复合处理多种表面技术复合处理，改变固体材料，改变固体材料表面的形态、化表面的形态、化学成分和组织结构学成分和组织结构，以获得所需要的，以获得所需要的表面性能表面性能的系统工程。的系统工程。2.表面工程的学科体内容表面工程的学科体内容：n表面工程基础理论；表面工程基础理论；n表面工程技术及复合表面技术；表面工程技术及复合表面技术；n表面加工技术；表面加工技术；n表面质量检测与控制；表面质量检测与控制；n表面工程技术设计等表面工程技术设计等。3.表面工程基础理论：表面工程基础理论：表面失效分析、表面摩擦与磨损、表面腐蚀与表面失效分析、表面摩擦与磨损、表面腐蚀与防护、表面界面结合与复合。防护、表面界面结合与复合。32表面工程的概念1.表面工程的概念:它是指将固体材料表面预表面工程的概念表面工程的概念4.表面工程技术：表面工程技术：1)表面改性技术：表面改性技术：化学镀、电镀、热渗镀、堆焊、热喷涂、化学镀、电镀、热渗镀、堆焊、热喷涂、涂装、化学转化膜、气相沉积、表面彩色、涂装、化学转化膜、气相沉积、表面彩色、激光束改激光束改性及表面热处理、离子束改性及表面热处理、电子束性及表面热处理、离子束改性及表面热处理、电子束改性及表面热处理改性及表面热处理、形变强化和衬里。、形变强化和衬里。2)表面加工技术：表面加工技术：即能够在材料表面加工或制作各种功能即能够在材料表面加工或制作各种功能结构元器件的有关技术，如：光刻技术、离子刻蚀技结构元器件的有关技术，如：光刻技术、离子刻蚀技术。术。3)表面合成材料技术：表面合成材料技术：如离子注入。如离子注入。4)表面加工三维合成技术表面加工三维合成技术。33表面工程的概念4.表面工程技术：33表面工程的特点表面工程的特点 1.表面工程是由多个学科交叉、综合发展起来的表面工程是由多个学科交叉、综合发展起来的新兴学科新兴学科，它以，它以“表面表面”为研究核心。为研究核心。2.表面工程的最大优势是能够以多种方法制备出优于本体材料性能的表面工程的最大优势是能够以多种方法制备出优于本体材料性能的表表面功能涂层面功能涂层，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能。性能。3.表面工程技术是表面工程技术是传统技术和高新技术的结合和贯通传统技术和高新技术的结合和贯通。如：化学热处理、。如：化学热处理、热喷涂技术、热喷涂技术、“三束三束”表面强化。表面强化。4.表面工程技术的特色是表面工程技术的特色是多种表面技术的复合和综合多种表面技术的复合和综合。如：热喷涂与激。如：热喷涂与激光重熔的复合、化学处理与电镀的复合、表面强化与固体润滑膜的复光重熔的复合、化学处理与电镀的复合、表面强化与固体润滑膜的复合，金属材料基体与非金属材料涂层的复合等。合，金属材料基体与非金属材料涂层的复合等。5.表面工程具有表面工程具有学科的综合性、广泛的功能性、手段的多样性、潜在的学科的综合性、广泛的功能性、手段的多样性、潜在的创新性、环境的保护性、很强的实用性、巨大的增效性等创新性、环境的保护性、很强的实用性、巨大的增效性等。34表面工程的特点 1.表面工程是由多个学科交叉、综合发展起来的表面工程的意义表面工程的意义 1.满足社会生产及人民生活的需要满足社会生产及人民生活的需要 表面工程技术应用在钟表、手饰、灯具、餐具、家具及仿古建表面工程技术应用在钟表、手饰、灯具、餐具、家具及仿古建筑等方面。筑等方面。2.通过表面处理大幅度提高产品质量通过表面处理大幅度提高产品质量1)柴油机气缸套柴油机气缸套：表面处理后提高寿命显著提高：表面处理后提高寿命显著提高(Mo、WC/Co)。2)机械阀门机械阀门：表面处理后提高寿命三倍以上：表面处理后提高寿命三倍以上（Co基、基、WC-Co）。3.节约贵重材料节约贵重材料：许多零件可以采用复合结构如阀门、高级模具。：许多零件可以采用复合结构如阀门、高级模具。4.实现材料表面复合化实现材料表面复合化，解决单一材料无法解决的问题。如：切，解决单一材料无法解决的问题。如：切削刀具：削刀具：CVD镀镀TiN、TiC薄膜。薄膜。5.良好的节能、节材效果良好的节能、节材效果。如：发热元件表面的远红外辐射涂层，。如：发热元件表面的远红外辐射涂层，能提高热效率；汽车发动机全铝化、铝合金气缸套的耐磨涂层能提高热效率；汽车发动机全铝化、铝合金气缸套的耐磨涂层使用。使用。35表面工程的意义 1.满足社会生产及人民生活的需要35表面工程的意义表面工程的意义6.促进了新兴工业的发展促进了新兴工业的发展。1)热障涂层：热障涂层：ZrO2Y2O3、ZrO2MgO、ZrO2CeO2等。等。2)烧蚀涂层：烧蚀涂层：有机材料加石英纤维、陶瓷纤维或碳纤维。有机材料加石英纤维、陶瓷纤维或碳纤维。3)超大规模集成电路中的超大规模集成电路中的金刚石薄膜金刚石薄膜（CVD技术）、技术）、绝绝缘膜、导电涂层等。缘膜、导电涂层等。4)非晶态薄膜：非晶态薄膜：气相沉积、电镀、刷镀、激光、电子束气相沉积、电镀、刷镀、激光、电子束等方法制造。等方法制造。5)原子核反应器中的高温抗氧化涂层。原子核反应器中的高温抗氧化涂层。6)纳米涂层：纳米涂层：纳米结构纳米结构ZrO2Y2O3涂层、涂层、Al2O3涂层及涂层及WC-Co涂层。涂层。36表面工程的意义6.促进了新兴工业的发展。36表面工程的意义表面工程的意义7.表面工程促进了机械维修创新表面工程促进了机械维修创新-再制造再制造1)1984年美国年美国“技术评论技术评论”提倡提倡旧品翻新或再生旧品翻新或再生并称为并称为“重新重新制造制造”，2005年美国再制造产值已超过年美国再制造产值已超过1000亿美元，亿美元，100万万人就业。人就业。2)德国大众从德国大众从1941年开始再制造，到年开始再制造，到2004年已再制造发动机年已再制造发动机748万台，变速器万台，变速器240万台。万台。3)以色列将一台价值以色列将一台价值200万美元废旧波音万美元废旧波音747客机再制造成货机客机再制造成货机后，售价达到后，售价达到8000万美元。万美元。4)再制造再制造成本节约成本节约50%，节能，节能60%，节材，节材70%。5)再制造再制造目前已在我国得到了广泛的重视。目前已在我国得到了广泛的重视。2009年年11月，工业月，工业与信息化部启动了包括工程机械、矿采机械、机床、与信息化部启动了包括工程机械、矿采机械、机床、船舶船舶、再、再制造产业集聚区等在内的制造产业集聚区等在内的8大领域大领域35家企业的再制造试点工作。家企业的再制造试点工作。2009年年12月月8日，国务院总理温家宝就再制造作出了重要批示。日，国务院总理温家宝就再制造作出了重要批示。37表面工程的意义7.表面工程促进了机械维修创新-再制造37表面工程技术的发展表面工程技术的发展 1.传统的表面工程技术传统的表面工程技术：表面热处理、表面渗碳及油漆技术。：表面热处理、表面渗碳及油漆技术。1)秦兵马俑宝剑表面是采用秦兵马俑宝剑表面是采用铬盐氧化铬盐氧化工艺处理；工艺处理；“唐三彩唐三彩”及及“景泰蓝景泰蓝”的处理工艺。的处理工艺。2)高分子涂装技术：高分子涂装技术：50年代油性涂料、天然树脂涂料年代油性涂料、天然树脂涂料合成树合成树脂脂水系涂料水系涂料。3)传统的表面淬火：火焰加热传统的表面淬火：火焰加热高频加热高频加热激光束、电子束淬激光束、电子束淬火火。4)渗碳工艺：渗碳工艺：自动控制、离子渗碳改善渗碳质量和速度。自动控制、离子渗碳改善渗碳质量和速度。5)电镀及电刷镀技术：电镀及电刷镀技术：纯金属镀纯金属镀Zn、Cr、Ni、Cu(Cu-Ni-Cr)镀覆多种合金镀覆多种合金复合金属陶瓷镀层复合金属陶瓷镀层纳米刷镀层。纳米刷镀层。6)热喷涂技术：装饰性和防护性涂层热喷涂技术：装饰性和防护性涂层到制备各种到制备各种功能性涂层，功能性涂层，如：气阀涂层、活塞环涂层等。如：气阀涂层、活塞环涂层等。38表面工程技术的发展 1.传统的表面工程技术：表面热处理、表表面工程技术的发展表面工程技术的发展2.新的表面工程技术新的表面工程技术1)激光表面处理激光表面处理:激光表面淬火、激光熔敷、激光表面激光表面淬火、激光熔敷、激光表面合金化、激光熔凝及激光非晶化等。合金化、激光熔凝及激光非晶化等。2)电子束表面处理电子束表面处理：电子束淬火、电子束表面合金化、：电子束淬火、电子束表面合金化、电子束熔敷、电子束非晶化及熔凝。电子束熔敷、电子束非晶化及熔凝。3)离子注入离子注入：可获得过饱和固溶体、非晶态和某些化合：可获得过饱和固溶体、非晶态和某些化合物。物。4)化学气相沉积（化学气相沉积（CVD）。5)物理气相沉积（物理气相沉积（PVD）法）法：真空蒸发、溅射、离子镀：真空蒸发、溅射、离子镀等方法沉积成膜。等方法沉积成膜。39表面工程技术的发展2.新的表面工程技术39表面工程技术的发展表面工程技术的发展3.表面工程概念的提出和发展的重要标志表面工程概念的提出和发展的重要标志1)表面工程概念的提出始于表面工程概念的提出始于20世纪世纪80年代年代；2)重要标志：重要标志：1983英国伯明翰大学表面工程研究所的建英国伯明翰大学表面工程研究所的建立；立；1985年年表面工程表面工程国际刊物的发行。国际刊物的发行。3)1985年召开了第一届国际表面工程会议。年召开了第一届国际表面工程会议。4)1986年年10月在布达佩斯召开的国际热处理联合会决月在布达佩斯召开的国际热处理联合会决定接受表面工程学科，并改名为国际热处理及表面工定接受表面工程学科，并改名为国际热处理及表面工程联合会。程联合会。5)1987年中国机械工程学会表面工程研究所成立年中国机械工程学会表面工程研究所成立。6)1988年中国年中国表面工程表面工程创刊发行创刊发行，1998年改名为年改名为中国表面工程中国表面工程。7)1993年中国机械工程学会年中国机械工程学会表面工程分会成立表面工程分会成立。40表面工程技术的发展3.表面工程概念的提出和发展的重要标志4表面工程技术的分类表面工程技术的分类 1.按工艺特点进行分类：按工艺特点进行分类：电镀、化学镀、热渗镀、热电镀、化学镀、热渗镀、热喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、表面彩色、气相喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、表面彩色、气相沉积、沉积、“三束三束”改性及表面热处理，形变强化及衬改性及表面热处理，形变强化及衬里。里。2.按学科特点分类按学科特点分类1)表面合金化技术表面合金化技术：喷熔、堆焊、离子注入、激光熔：喷熔、堆焊、离子注入、激光熔敷、热渗镀等。敷、热渗镀等。2)表面覆层与覆膜技术表面覆层与覆膜技术：热喷涂、电镀、化学镀、化：热喷涂、电镀、化学镀、化学转化处理、气相沉积、涂装、堆焊、金属染色、学转化处理、气相沉积、涂装、堆焊、金属染色、热渗镀等。热渗镀等。3)表面组织转化技术表面组织转化技术：激光、电子束热处理以及喷丸、：激光、电子束热处理以及喷丸、辊压等表面加工硬化技术。辊压等表面加工硬化技术。41表面工程技术的分类 1.按工艺特点进行分类：电镀、化学镀、表面工程技术的分类表面工程技术的分类3.按作用原理分类按作用原理分类：1)原子沉积原子沉积：电镀、化学镀、：电镀、化学镀、PVD用用CVD等。等。2)颗粒沉积颗粒沉积：热喷涂、搪瓷涂敷等。：热喷涂、搪瓷涂敷等。3)整体涂层整体涂层：包箔、贴片、热浸镀、涂刷、堆：包箔、贴片、热浸镀、涂刷、堆焊等。焊等。4)表面改性表面改性：喷丸、化学热处理、激光表面处：喷丸、化学热处理、激光表面处理、电子束表面处理、离子注入等。理、电子束表面处理、离子注入等。42表面工程技术的分类3.按作用原理分类：42表面工程技术的分类表面工程技术的分类4.按表面改性的目的或性质分类按表面改性的目的或性质分类1)表面减摩和耐磨技术表面减摩和耐磨技术2)表面耐蚀抗氧化技术表面耐蚀抗氧化技术3)表面强化（提高疲劳强度）技术表面强化（提高疲劳强度）技术4)表面装饰技术表面装饰技术5)功能表面技术功能表面技术6)表面修复技术表面修复技术43表面工程技术的分类4.按表面改性的目的或性质分类43表面工程技术的分类表面工程技术的分类5.按表面工程技术的特点按表面工程技术的特点1)表面改性技术表面改性技术：激光淬火、感应加热淬火、：激光淬火、感应加热淬火、喷丸、喷丸、PVD、CVD、化学溶液沉积法、热喷、化学溶液沉积法、热喷涂与喷熔、堆焊等。涂与喷熔、堆焊等。2)表面微细加工技术表面微细加工技术：光刻和腐蚀、离子束刻：光刻和腐蚀、离子束刻蚀。蚀。3)表面加工三维成型技术表面加工三维成型技术：快速原型制造、无：快速原型制造、无模快速制造技术。模快速制造技术。4)表面合成新材料技术表面合成新材料技术。44表面工程技术的分类5.按表面工程技术的特点44表面工程技术的分类表面工程技术的分类6.按表面改性的机制分类按表面改性的机制分类：1)表面合金化表面合金化：离子轰击热处理、化学热处理、：离子轰击热处理、化学热处理、激光化学热处理、离子注入、离子混合或重熔。激光化学热处理、离子注入、离子混合或重熔。2)表面相变改性表面相变改性：激光束加热、电子束加热、感：激光束加热、电子束加热、感应加热、火焰加热。应加热、火焰加热。3)表面覆盖层改性表面覆盖层改性：物理气相沉积、化学气相沉：物理气相沉积、化学气相沉积、电镀、化学镀、热喷涂、有机无机涂层积、电镀、化学镀、热喷涂、有机无机涂层4)表面形变改性表面形变改性：喷丸、喷砂、碾（滚）压。：喷丸、喷砂、碾（滚）压。45表面工程技术的分类6.按表面改性的机制分类：45表面工程技术表面工程技术的应用的应用领域领域航天航空、机械、电子、冶金、航天航空、机械、电子、冶金、能源、交通、石油、化工、食品、轻能源、交通、石油、化工、食品、轻纺等，并在高科技领域得到了应用纺等，并在高科技领域得到了应用。46表面工程技术的应用领域46表面工程技术表面工程技术的应用的应用航天航空航天航空国产直国产直-8AEW舰载预警直升机舰载预警直升机47表面工程技术的应用航天航空国产直-8AEW舰载预警直升机4表面工程技术表面工程技术的应用的应用航天航空航天航空国产国产ARJ21支线客机支线客机48表面工程技术的应用航天航空国产ARJ21支线客机48表面工程技术表面工程技术的应用的应用航天航空航天航空武直武直-1049表面工程技术的应用航天航空武直-1049表面工程技术表面工程技术的应用的应用航天航空航天航空歼歼10战斗机战斗机50表面工程技术的应用航天航空歼10战斗机50表面工程技术表面工程技术的应用的应用航天航空航天航空歼歼21战斗机战斗机51表面工程技术的应用航天航空歼21战斗机51表面工程技术表面工程技术的应用的应用航天航空航天航空歼歼31型隐身战机型隐身战机(2012.10.31)52表面工程技术的应用航天航空歼31型隐身战机(2012.10表面工程技术表面工程技术的应用的应用航天航空航天航空1.1.绝热涂层（绝热涂层（TBCsTBCs）；）；2.2.冲蚀涂层冲蚀涂层(高温高温););3.3.封严涂层；封严涂层；4.4.腐蚀涂层（热腐蚀）；腐蚀涂层（热腐蚀）；5.5.烧蚀涂层；烧蚀涂层；6.6.吸收涂层。吸收涂层。53表面工程技术的应用航天航空1.绝热涂层（TBCs）；53表面工程技术表面工程技术的应用的应用景泰蓝工艺品景泰蓝工艺品54表面工程技术的应用景泰蓝工艺品54表面工程技术表面工程技术的应用的应用水力发电水力发电长江三峡大坝长江三峡大坝55表面工程技术的应用水力发电长江三峡大坝55表面工程技术表面工程技术的应用的应用钢结构防腐钢结构防腐广州电视塔广州电视塔56表面工程技术的应用钢结构防腐广州电视塔56表面工程技术表面工程技术的应用的应用铁路交通铁路交通和谐号高速列车和谐号高速列车57表面工程技术的应用铁路交通和谐号高速列车57表面工程技术表面工程技术的应用的应用钻井平台钻井平台深水半潜式钻井平台深水半潜式钻井平台COSLINNOVATOR(2011.10)58表面工程技术的应用钻井平台深水半潜式钻井平台COSLINN表面工程技术表面工程技术的应用的应用舰船舰船辽宁舰航母辽宁舰航母59表面工程技术的应用舰船辽宁舰航母59表面工程技术表面工程技术的应用的应用舰船舰船辽宁舰航母辽宁舰航母60表面工程技术的应用舰船辽宁舰航母60表面工程技术在船舶机械零件中的应用表面工程技术在船舶机械零件中的应用l表面工程技术在柴油机气阀中的应用。表面工程技术在柴油机气阀中的应用。l表面工程技术在曲轴等轴类零件中的应用。表面工程技术在曲轴等轴类零件中的应用。l表面工程技术在柴油机气缸盖阀座中的应用。表面工程技术在柴油机气缸盖阀座中的应用。l表面工程技术在尾轴耐磨衬套中的应用。表面工程技术在尾轴耐磨衬套中的应用。l表面工程技术在柴油机燃烧室中的应用。表面工程技术在柴油机燃烧室中的应用。l表面工程技术在船舶钢构件防腐中的应用。表面工程技术在船舶钢构件防腐中的应用。l表面工程技术在巴氏合金薄壁轴瓦中的应用。表面工程技术在巴氏合金薄壁轴瓦中的应用。l表面工程技术在船舶其它机械零件中的应用。表面工程技术在船舶其它机械零件中的应用。61表面工程技术在船舶机械零件中的应用表面工程技术在柴油机气阀中表面工程技术在柴油机气阀中的应用表面工程技术在柴油机气阀中的应用1.涂层功能：涂层功能：恢复尺寸、高温耐磨及腐蚀。恢复尺寸、高温耐磨及腐蚀。2.涂层材料：涂层材料：Ni、Co基合金、基合金、WC-Co-Cr等。等。3.工艺方法：工艺方法：n等离子弧堆焊等离子弧堆焊;n激光熔敷激光熔敷n火焰喷熔火焰喷熔;n真空熔烧真空熔烧;nHVOF。62表面工程技术在柴油机气阀中的应用1.涂层功能：恢复尺寸、高表面工程技术在柴油机气阀中的应用表面工程技术在柴油机气阀中的应用63表面工程技术在柴油机气阀中的应用63表面工程技术在曲轴等轴类零件中的应用表面工程技术在曲轴等轴类零件中的应用 1.涂层功能：涂层功能：恢复尺寸、耐磨恢复尺寸、耐磨2.涂层材料：涂层材料：Cr、Ni、Fe基合金基合金3.工艺方法：工艺方法：n电镀技术：电镀技术：镀铁、镀铬、刷镀；镀铁、镀铬、刷镀；n热喷涂技术：热喷涂技术：火焰喷涂、高速电弧喷涂、等离子弧喷涂、火焰喷涂、高速电弧喷涂、等离子弧喷涂、超音速火焰喷涂超音速火焰喷涂。n激光表面技术处理：激光表面技术处理：激光堆焊；激光堆焊；n塑性变形技术：塑性变形技术：滚压。滚压。64表面工程技术在曲轴等轴类零件中的应用 1.涂层功能：恢复尺热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用65热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用65热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用66热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用66热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用67热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用67热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用68热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用68热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用69热喷涂技术在曲轴等轴类零件中的应用69尾轴零件轴承位腐蚀后的状况尾轴零件轴承位腐蚀后的状况 7070高速电弧喷涂在尾轴零件中的应用高速电弧喷涂在尾轴零件中的应用 7171尾轴零件涂层机加工后的状况尾轴零件涂层机加工后的状况 7272表面工程技术在柴油机气缸套中的应用表面工程技术在柴油机气缸套中的应用1.涂层功能：涂层功能：高温耐磨及耐腐、抗汽蚀、恢复尺寸。高温耐磨及耐腐、抗汽蚀、恢复尺寸。2.涂层材料：涂层材料：Cr、Ni基及基及Co基合金、基合金、Mo、金属陶瓷、高、金属陶瓷、高分子陶瓷等。分子陶瓷等。3.工艺方法：工艺方法：n电镀技术：电镀技术：松孔镀铬、硬质镀铬等。松孔镀铬、硬质镀铬等。n激光技术：激光技术：激光淬火及激光熔覆技术。激光淬火及激光熔覆技术。n热处理技术：热处理技术：等离子淬火、等离子多元共渗、氮化处理、感等离子淬火、等离子多元共渗、氮化处理、感应淬火。应淬火。n热喷涂技术：热喷涂技术：HVOF、高速电弧喷涂、火焰喷涂、等离子喷涂、高速电弧喷涂、火焰喷涂、等离子喷涂等。等。n粘结技术：粘结技术：涂刷环氧树脂或尼龙等。涂刷环氧树脂或尼龙等。73表面工程技术在柴油机气缸套中的应用1.涂层功能：高温耐磨及表面工程技术在柴油机气缸盖阀座中的应用表面工程技术在柴油机气缸盖阀座中的应用1.涂层功能：涂层功能：恢复尺寸、高温耐磨及耐腐恢复尺寸、高温耐磨及耐腐2.涂层材料：涂层材料：Ni、Co基合金基合金3.工艺方法：工艺方法：n等离子弧堆焊；等离子弧堆焊；n激光熔敷；激光熔敷；n火焰喷熔。火焰喷熔。74表面工程技术在柴油机气缸盖阀座中的应用1.涂层功能：恢复尺热喷涂技术在柴油机气缸盖阀座中的应用热喷涂技术在柴油机气缸盖阀座中的应用75热喷涂技术在柴油机气缸盖阀座中的应用75表面工程技术在船舶尾轴耐磨衬套中的应用表面工程技术在船舶尾轴耐磨衬套中的应用1.涂层功能：涂层功能：耐磨、恢复尺寸耐磨、恢复尺寸2.涂层材料：涂层材料：Cr、Ni及及Fe基合金基合金3.工艺方法：工艺方法：n高速火焰喷涂；高速火焰喷涂；n高速电弧喷涂；高速电弧喷涂；n线材火焰喷涂；线材火焰喷涂；n等离子喷涂；等离子喷涂；n硬质镀铬。硬质镀铬。76表面工程技术在船舶尾轴耐磨衬套中的应用1.涂层功能：耐磨、热喷涂技术在船舶尾轴耐磨衬套中的应用热喷涂技术在船舶尾轴耐磨衬套中的应用77热喷涂技术在船舶尾轴耐磨衬套中的应用77热喷涂技术在船舶尾轴耐磨衬套中的应用热喷涂技术在船舶尾轴耐磨衬套中的应用78热喷涂技术在船舶尾轴耐磨衬套中的应用78表面工程技术在柴油机燃烧室中的应用表面工程技术在柴油机燃烧室中的应用1.涂层功能：涂层功能：绝热绝热2.涂层材料：涂层材料：ZrO2、Al2O3、NiCr、NiCr/Al、NiCrAlY 3.工艺方法：工艺方法：n等离子喷涂、等离子喷涂、n高速火焰喷涂高速火焰喷涂79表面工程技术在柴油机燃烧室中的应用79表面工程技术在船舶及海洋钢结构中的应用表面工程技术在船舶及海洋钢结构中的应用1.涂层功能：涂层功能：防腐防腐2.涂层材料：涂层材料：nZn、Al；nZn-Al合金合金3.工艺方法：工艺方法：n线材火焰喷涂；线材火焰喷涂；n电弧喷涂电弧喷涂80表面工程技术在船舶及海洋钢结构中的应用80表面工程技术在巴氏合金薄壁轴瓦中的应用表面工程技术在巴氏合金薄壁轴瓦中的应用1.涂层功能：涂层功能：n恢复尺寸；恢复尺寸；n耐磨耐磨2.涂层材料：涂层材料：n巴氏合金巴氏合金3.工艺方法：工艺方法：n火焰喷涂火焰喷涂81表面工程技术在巴氏合金薄壁轴瓦中的应用81表面工程技术在船舶其它机械零件中的应用表面工程技术在船舶其它机械零件中的应用n柴油机机座柴油机机座n活塞及活塞环活塞及活塞环n摇壁摇壁n活塞销活塞销n泥泵壳及衬板泥泵壳及衬板n挖泥船绞刀挖泥船绞刀82表面工程技术在船舶其它机械零件中的应用柴油机机座82我校开展表面工程的现状我校开展表面工程的现状n我校从我校从1981年年开始从事热喷涂技术的应用研究开始从事热喷涂技术的应用研究工作。工作。n我校为全国热喷涂协作组理事单位，湖北省热我校为全国热喷涂协作组理事单位，湖北省热喷涂协作组付组长单位。喷涂协作组付组长单位。n涂层制备设备涂层制备设备：火焰粉未喷涂、火焰线材喷涂、：火焰粉未喷涂、火焰线材喷涂、亚超音速火焰喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷亚超音速火焰喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂。涂、等离子喷涂。n从事研究范围从事研究范围：耐磨涂层、热障涂层及耐腐涂：耐磨涂层、热障涂层及耐腐涂层。层。n从事研究领域从事研究领域：船舶、能源、冶金及汽车等。：船舶、能源、冶金及汽车等。83我校开展表面工程的现状我校从1981年开始从事热喷涂技术的应表面工程技术及其应用ppt课件