钢的表面强化技术--课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,钢的表面强化技术,1,ppt课件,钢的表面强化技术1ppt课件,钢表面强化的目的,（一）喷丸表面强化,（二）电火花表面强化,（三）激光表面处理技术,钢的表面强化技术,2,ppt课件,钢表面强化的目的钢的表面强化技术2ppt课件,钢的表面强化技术,据统计，,80%,以上钢制零件的失效往往始于钢的表面，钢表面性能的优劣直接影响到钢的使用及其寿命。,3,ppt课件,钢的表面强化技术 据统计，80%以上钢制零件的失,钢表面强化的目的,（,1,）提高钢表面的硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能，大幅度提高模具的使用寿命。,（,2,）提高钢表面抗擦伤能力，提高生产率。,（,3,）采用碳素工具钢或低合金钢，经表面涂层或合金化处理 后，可达到或超过高合金化材料甚至硬质合金的性能指标，不仅可大幅度降低材料成本，而且可以简化零件制造的加工工艺和热处理工艺，降低生产成本。,4,ppt课件,钢表面强化的目的（1）提高钢表面的硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高,（一）、喷丸表面强化,利用大量的珠丸（直径一般为,0.42mm,）以高速（,3550m/s,）打击已加工完毕的工件表面，使表面产生冷硬层和残余应力，可以显著提高零件的疲劳强度。,5,ppt课件,（一）、喷丸表面强化利用大量的珠丸（直径一般为0.42m,喷丸表面强化的应用,3Cr2W8V,钢制活扳手热锻模，经常规处理后，一次刃磨的使用寿命为,1750,件左右；经喷丸处理后，使用寿命为,2634,件，提高寿命,50%,。,Cr12,钢制洗衣机电机定、转子落料冲裁模，经淬火、回火后，一次刃磨的使用寿命为,1.2,3.2,万次，经喷丸强化后，一次刃磨的使用寿命为,11.49,万次，提高倍数为,3.5,9.5,。,6,ppt课件,喷丸表面强化的应用3Cr2W8V钢制活扳手热锻模，经常规处理,（二）、电火花表面强化,电火花表面强化是利用工具电极与工件间在气体中产生的火花放电作用，把作为电极的导电材料溶渗进工件表层形成合金化的,表面强化层,或对磨损部位沉积堆焊（,修复,）。,7,ppt课件,（二）、电火花表面强化电火花表面强化是利用工具电极与工件间在,电火化表面强化过程示意图,1,工具电极,2,工件,8,ppt课件,电火化表面强化过程示意图1工具电极2工件8ppt课件,电火花表面强化的设备,直流电以每隔,10,-3,10,-1,秒的周期，在,10,-6,10,-5,秒的极短时间内放电，电极材料与工件的接触部被加热到,8000,25000,，并且在等离子冶金状态下转移到工件表面及形成合金（,Alloying,）和堆积（,Deposition,），同时向工件表面扩散（,Diffusion,）和渗透（,Penetration,）从而高强度密切结合。,9,ppt课件,电火花表面强化的设备直流电以每隔10-310-1秒的周期，,冲裁模的强化部位,1,凸模,2,凹模,10,ppt课件,冲裁模的强化部位1凸模2凹模10ppt课件,电火花强化,强化层的性能决定于基体和电极材料，通常所用的电极材料有,TiC,、,WC,、,ZrC,、,NbC,、,Cr,3,C,2,、硬质合金等，基体材料包括碳钢、合金钢、铸铁、铸钢等所有的导电体。,电火花表面强化因电极材料的沉积发生有规律地胀大，除此之外工件没有其它变形，工件心部的组织与性能也不发生变化，因此十分适用模具的表面处理。,11,ppt课件,电火花强化强化层的性能决定于基体和电极材料，通常所用的电极材,电火花强化的应用,用,YG8,作电极，对,3Cr2W8V,钢制模具进行电火花强化处理后，在各类酸碱中的耐蚀性提高,4,15,倍；,对,Cr12,钢制定子双槽模刃口部位经电火花表面强化后，每次刃磨的平均使用寿命由,5,万次提高到,20,万次,12,ppt课件,电火花强化的应用用YG8作电极，对3Cr2W8V钢制模具进行,（三）、激光表面处理技术,激光表面处理技术,激光表面热处理,激光表面改性技术,激光表面合金化,激光熔覆,激光表面淬火,激光非晶化,激光冲击硬化,13,ppt课件,（三）、激光表面处理技术激光表面处理技术激光表面热处理激光表,（,1,）激光非晶化,激光非晶化是利用激光使工件表面熔化及快速冷却的工艺方法，在工件表面上形成厚度为,1,10,m,的玻璃态非晶化组织，这种非晶组织具有高强度、高韧性和高的耐磨性。,（,2,）激光冲击硬化,激光冲击硬化是利用高强度脉冲激光束照射金属表面，使其表面薄层迅速汽化，在表面原子逸出期间，发生动量脉冲，产生强的机械冲击波和应力波，使材料表面硬化。激光冲击硬化不仅可以大大提高材料的强度和硬度，而且能有效地提高抗疲劳性能。由于冲击波持续的时间短，因而产生的变形很小。,14,ppt课件,（1）激光非晶化激光非晶化是利用激光使工件表面熔化及快速冷却,（,3,）,激光表面强化,激光淬火（激光相变硬化）,以高能量的激光束快速扫描工件，使材料表面极薄一层的局部小区域内快速吸收能量而使温度急剧上升,(,升温速度可达,105/s,106/s),，此时工件基体仍处于冷态，激光离去后，由于热传导的作用，此局部区域内的热量迅速传递到工件其它部位，冷却速度可达,105/s,以上，使该局部区域在瞬间进行自冷淬火，因而使材料表面发生相变硬化。,15,ppt课件,（3）激光表面强化激光淬火（激光相变硬化）15ppt课件,激光淬火,及其,性能,激光淬火的特点是淬火层的硬度比常规淬火硬度高（,15%,20%,），其疲劳强度也高于常规热处理。,16,ppt课件,激光淬火及其性能激光淬火的特点是淬火层的硬度比常规淬火硬度高,激光表面强化的应用,激光表面淬火与高频及火焰表面加热淬火相比较，前者受热及冷却区域极小，因之畸变极小、残佘应力小，且由于毫无氧化脱碳作用，淬火表面更加光亮浩净，从而可在最终精加工工序以后进行。利用激光表面加热淬火还可以解决工件拐角、沟槽、盲孔、深孔内壁等用其它热处理方法很难解决的强化问题。,激光表面热处理可提高模具表面硬度、耐磨性、热稳定性、抗疲劳性和临界断裂韧性等力学性能，是提高模具寿命的有效途径之一。,17,ppt课件,激光表面强化的应用激光表面淬火与高频及火焰表面加热淬火相比较,应用示例,例如,GCr15,钢制轴承保持架冲孔用的冲孔凹模，经常规处理后的使用寿命为,1.12,万次，经激光硬化处理后的寿命达,2.8,万次,GCr15,钢制挤压孔边用的压坡模，经激光硬化处理后可连续冲压,6000,件，常规处理后的最高使用寿命为,3000,件。,18,ppt课件,应用示例例如GCr15钢制轴承保持架冲孔用的冲孔凹模，经常规,激光表面合金化,激光表面合金化是利用激光束使合金元素与基体表面金属混合熔化，在很短的时间内形成不同化学成分和结构的高性能表面合金层。,用激光对,CrWMn,钢进行合金化，可使其磨损率仅为,CrWMn,淬火钢的,1/10,，使用寿命为,CrWMn,淬火钢的,14,倍。,19,ppt课件,激光表面合金化激光表面合金化是利用激光束使合金元素与基体表面,同步注粉式激光表面熔覆,光熔覆法是利用激光束在工件表面熔覆一层硬度高、耐磨、耐蚀和抗疲劳好的材料，以提高工件折表面性能,能实施熔覆的基体材料有低碳钢、合金钢、铸铁、不锈钢、铜和铝合金、镍铬钛耐热合金等。用于熔覆的合金有铝基、铁基、镍基合金。,20,ppt课件,同步注粉式激光表面熔覆光熔覆法是利用激光束在工件表面熔覆一层,